取步长h=0.05,用龙格库塔方法求解y'''=y''+y'-y+2x-3其中y(0)=-1,y'(0)=3,y''(0)=2
时间: 2023-12-04 08:03:18 浏览: 67
变步长Runge_Kutta方法_龙格库塔算法_
5星 · 资源好评率100%
根据题目,我们需要求解的ODE为 $y''' = y'' + y' - y + 2x - 3$,并且已知初值 $y(0)=-1$,$y'(0)=3$,$y''(0)=2$。
将 $y'''$ 转化为 $y''$ 的形式,我们得到:
$$
y'' = y''' - y' + y - 2x + 3
$$
将 $y''$ 和 $y'$ 转化为 $y$ 的形式,我们得到:
$$
y' = y'' - y' + y - 2x + 3 \\
y = y' - y'' + y' - y + 2x - 3
$$
现在我们有了 $y$、$y'$、$y''$ 三个一阶ODE。我们可以使用 RK4 方法求解这三个ODE并得到 $y$ 的数值解。
根据题目,取步长 $h = 0.05$,时间间隔为 $[0, 1]$。MATLAB 代码如下:
```
% 定义ODE函数
odefun = @(x, y) [y(2) - y(3) + y(2) - y(1) + 2*x - 3;
y(3) - y(2) + y(2) - y(1) + 2*x - 3;
y(2) + y(3) - y(1) + 2*x - 3];
% 初值和时间间隔
y0 = [-1; 3; 2];
tspan = [0, 1];
h = 0.05;
% 求解ODE
[t, y] = RK4(odefun, tspan, y0, h);
% 绘制图像
plot(t, y(:,1), 'b-', 'LineWidth', 1.5);
xlabel('x');
ylabel('y(x)');
title('Numerical solution of y'''''' = y'''' + y'' - y + 2x - 3');
```
其中 `RK4` 函数的定义可以参考前面的回答。将以上代码保存为一个 `.m` 文件并运行,即可得到 $y$ 的数值解,并绘制出其图像。
阅读全文