已知v=pi*h*r^2,在matlab使用fminbnd计算当函数4*pi*d*r^2+(h-4*d)*pi*(2*r*d-d^2)有最小值时,v和h比值为多少。写出完整代码
时间: 2023-11-30 22:04:39 浏览: 148
根据题意,我们需要使用fminbnd函数来计算当函数4*pi*d*r^2+(h-4*d)*pi*(2*r*d-d^2)有最小值时,v和h的比值。首先,我们需要将v和h表示为只包含一个变量d的函数。根据v=pi*h*r^2,我们可以得到h=v/(pi*r^2),代入4*pi*d*r^2+(h-4*d)*pi*(2*r*d-d^2)中得到f(d)=4*pi*d*r^2+(v/(pi*r^2)-4*d)*pi*(2*r*d-d^2)。然后,我们可以使用fminbnd函数来计算f(d)的最小值,并求出此时的d值。最后,我们可以根据d的值计算出v和h的比值。
完整代码如下:
```matlab
% 定义函数f(d)
r = 1; % 半径
v = pi*r^2; % 已知v=pi*h*r^2,求出h的表达式
f = @(d) 4*pi*d*r^2 + (v/(pi*r^2)-4*d)*pi*(2*r*d-d^2);
% 使用fminbnd函数计算f(d)的最小值
d_min = fminbnd(f, 0, r); % d的取值范围为[0,r]
% 计算v和h的比值
h = v/(pi*r^2);
v_h_ratio = v/(pi*r^2*(h-4*d_min));
% 输出结果
disp(['v和h的比值为:', num2str(v_h_ratio)]);
```
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首先,根据题目中的条件,可以将v表示为r和h的函数:v = pi * h * r^2。将函数4*pi*d*r^2+(h-4*d)*pi*(2*r*d-d^2)表示为r和h的函数,得到f = 4*pi*d*r^2 + (h-4*d)*pi*(2*r*d-d^2)。因为要求f的最小值,可以使用fminbnd函数进行计算。
完整代码如下:
```matlab
% 定义函数v和f
v = @(r, h) pi * h * r^2;
f = @(r, h) 4*pi*d*r^2 + (h-4*d)*pi*(2*r*d-d^2);
% 定义d的值
d = 1;
% 定义目标函数g,即f的负值
g = @(x) -f(x(1), x(2));
% 使用fminbnd函数计算g的最小值
[x, fval] = fminbnd(g, [0, 0], [10, 10]);
% 计算r和h的比值
ratio = x(2) / x(1);
% 输出结果
disp(['r和h的比值为:', num2str(ratio)]);
```
用Matlab函数中的fminbnd函数求解2*x^3-3*x^2的极值
在Matlab中,`fminbnd`函数用于在一维无界区间内寻找最小值。对于函数 `2*x^3 - 3*x^2`,这是一个三次多项式,我们可以通过`fminbnd`找到其极小值点。极值点可能是最小值点也可能不是,因为三次函数可以有两个临界点(其中一个可能是最小值点,另一个可能是极大值点)。下面是如何使用`fminbnd`求解的步骤:
```matlab
% 定义目标函数
fun = @(x) 2*x.^3 - 3*x.^2;
% 确定初始搜索区间,比如从-5到5,这是因为函数在无穷远处趋向于负无穷大
a = -5;
b = 5;
% 使用fminbnd求解极小值
[x_min, f_min] = fminbnd(fun, a, b);
% 显示结果
fprintf('The minimum value of the function is at x = %.4f with a value of %.4f.\n', x_min, f_min);
```
运行这个代码后,`fminbnd`会返回一个数值`x_min`,这是函数在给定区间内的最小值点,以及对应的函数值`f_min`。
需要注意的是,`fminbnd`默认采用的是金赛算法,这是一种比较有效的单峰搜索算法。如果你对搜索过程有特定需求,可以调整搜索选项,例如设置迭代次数、允许的最大误差等。
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