不能使用numpy库,使用自带的math库,给我实现用四阶隐形Adams法求解区间[a,b]的常微分初值问题(柯西问题),并且给我代码,需要输入 f = sinx没有因变量 epsilon a y(a) b,输出为y(b),自己定义步长并重新计算步长,
时间: 2023-06-20 15:05:08 浏览: 106
好的,以下是代码实现:
```python
import math
def f(x, y):
return math.sin(x)
def implicit_adams(f, a, b, y_a, h, epsilon):
# initialize y values and x values
x = [a, a+h, a+2*h, a+3*h]
y = [y_a, 0, 0, 0]
# calculate initial values using Runge-Kutta method
k1 = h * f(x[0], y[0])
k2 = h * f(x[1], y[1])
k3 = h * f(x[2], y[2])
k4 = h * f(x[3], y[3])
y[1] = y[0] + (1/24) * (9*k1 + 19*k2 - 5*k3 + k4)
y[2] = y[1] + (1/24) * (h * (f(x[2], y[2]) + 5*f(x[1], y[1]) - f(x[0], y[0])))
y[3] = y[2] + (1/24) * (h * (f(x[3], y[3]) + 5*f(x[2], y[2]) - f(x[1], y[1])))
# iterate until x reaches b
while x[-1] < b:
# calculate new x and y values
x_new = x[-1] + h
y_new = y[-1] + (h/720) * (251*f(x_new, y_new) + 646*f(x[-1], y[-1]) - 264*f(x[-2], y[-2]) + 106*f(x[-3], y[-3]) - 19*f(x[-4], y[-4]))
# calculate error
error = abs(y_new - y[-1])
# adjust step size based on error
if error <= epsilon:
h_new = h * min(5, max(0.1, 0.84*(epsilon/error)**0.25))
else:
h_new = h * 0.84 * (epsilon/error)**0.25
# append x and y values to lists
x.append(x_new)
y.append(y_new)
# update step size
h = h_new
return y[-1]
# test the function using f=sin(x), a=0, y(a)=0, b=1, epsilon=0.0001, h=0.1
print(implicit_adams(f, 0, 1, 0, 0.1, 0.0001))
```
这里使用了四阶隐式Adams法来求解常微分初值问题。步骤如下:
1. 初始化x和y数组,使用Runge-Kutta方法来计算初始值。
2. 迭代直到x达到b,每次计算新的x和y值。
3. 根据误差调整步长。
4. 将新的x和y值加入数组中。
5. 重复2-4步骤,直到x达到b。
6. 返回y(b)。
其中,步骤2和3使用了四阶隐式Adams法的公式,步骤4中的步长调整使用了自适应步长控制方法。
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