请把上面那个例子用龙格库塔法求解
时间: 2023-10-10 17:11:01 浏览: 42
好的,这里是一个用龙格库塔法求解一阶常微分方程的MATLAB例子:
首先,我们定义该方程的右端函数:
```
f = @(t, y) -2*y + 1;
```
接下来,我们定义初始条件和求解区间:
```
tspan = [0 5]; % 求解区间
y0 = 0; % 初始条件
```
然后,我们使用龙格库塔法求解该方程:
```
h = 0.1; % 步长
N = (tspan(2)-tspan(1))/h; % 步数
y = zeros(1, N+1); % 初始化解向量
y(1) = y0; % 初始条件
t = linspace(tspan(1), tspan(2), N+1); % 时间向量
for n = 1:N
k1 = f(t(n), y(n));
k2 = f(t(n)+h/2, y(n)+h/2*k1);
k3 = f(t(n)+h/2, y(n)+h/2*k2);
k4 = f(t(n)+h, y(n)+h*k3);
y(n+1) = y(n) + h/6*(k1+2*k2+2*k3+k4);
end
```
最后,我们可以将解画出来,观察其变化:
```
plot(t, y);
xlabel('Time');
ylabel('y');
```
这样,我们就用龙格库塔法求解了一阶常微分方程,并画出了解的变化图。
相关问题
龙格库塔法求解微分方程的例子,matlab
下面是一个用matlab求解微分方程的例子,使用的是龙格库塔法:
首先,我们定义微分方程和初始条件:
```
% 定义微分方程和初始条件
dydt = @(t,y) -2*t*y;
tspan = [0 2];
y0 = 1;
```
然后,我们使用ode45函数求解微分方程,作为比较的标准:
```
% 使用ode45函数求解微分方程
[t,y] = ode45(dydt, tspan, y0);
```
接下来,我们使用龙格库塔法求解微分方程:
```
% 使用龙格库塔法求解微分方程
h = 0.1; % 步长
t = tspan(1):h:tspan(2);
y = zeros(size(t));
y(1) = y0;
for i = 1:length(t)-1
k1 = dydt(t(i), y(i));
k2 = dydt(t(i)+h/2, y(i)+h*k1/2);
k3 = dydt(t(i)+h/2, y(i)+h*k2/2);
k4 = dydt(t(i)+h, y(i)+h*k3);
y(i+1) = y(i) + h*(k1+2*k2+2*k3+k4)/6;
end
```
最后,我们画出两种方法求解的结果进行比较:
```
% 画出两种方法求解的结果进行比较
figure
plot(t, y, '-o', t, y, t, exp(-t.^2), '--')
legend('龙格库塔法', 'ode45', '真实解')
xlabel('t')
ylabel('y')
```
完整的代码如下:
```
% 定义微分方程和初始条件
dydt = @(t,y) -2*t*y;
tspan = [0 2];
y0 = 1;
% 使用ode45函数求解微分方程
[t,y] = ode45(dydt, tspan, y0);
% 使用龙格库塔法求解微分方程
h = 0.1; % 步长
t = tspan(1):h:tspan(2);
y = zeros(size(t));
y(1) = y0;
for i = 1:length(t)-1
k1 = dydt(t(i), y(i));
k2 = dydt(t(i)+h/2, y(i)+h*k1/2);
k3 = dydt(t(i)+h/2, y(i)+h*k2/2);
k4 = dydt(t(i)+h, y(i)+h*k3);
y(i+1) = y(i) + h*(k1+2*k2+2*k3+k4)/6;
end
% 画出两种方法求解的结果进行比较
figure
plot(t, y, '-o', t, y, t, exp(-t.^2), '--')
legend('龙格库塔法', 'ode45', '真实解')
xlabel('t')
ylabel('y')
```
龙格库塔法求解三阶微分方程Matlab代码例子
以下是一个使用龙格库塔法求解三阶微分方程的Matlab代码示例:
```
function [T,Y] = thirdOrderODE_RK3(f,tspan,y0,h)
% f为方程右侧函数
% tspan为时间区间
% y0为初值
% h为步长
t0 = tspan(1);
tf = tspan(2);
T = t0:h:tf; % 时间序列
n = length(T);
Y = zeros(n,length(y0)); % 初始化Y
Y(1,:) = y0; % 设定初值
for i = 1:(n-1)
k1 = h*feval(f,T(i),Y(i,:)).'; % 计算k1
k2 = h*feval(f,T(i)+h/2,Y(i,:)+k1/2).'; % 计算k2
k3 = h*feval(f,T(i)+h,Y(i,:)-k1+2*k2).'; % 计算k3
Y(i+1,:) = Y(i,:) + (k1+4*k2+k3)/6; % 计算下一个点的值
end
end
```
例如,如果我们要求解如下的三阶微分方程:
```
y''' - 3y'' + 3y' - y = 0
y(0) = 1, y'(0) = 0, y''(0) = 0
```
可以使用以下代码调用上面的函数:
```
f = @(t,y) [y(2); y(3); y(1)+3*y(2)-3*y(3)]; % 定义右侧函数
tspan = [0 10]; % 时间区间
y0 = [1; 0; 0]; % 初值
h = 0.01; % 步长
[T,Y] = thirdOrderODE_RK3(f,tspan,y0,h); % 调用函数求解
plot(T,Y(:,1)); % 绘制y随时间的变化图像
```
这将绘制出y随时间的变化图像。
相关推荐
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)