dx/dt=x/(x^2+y^2)^0.5;dy/dt=y/(x^2+y^2)^0.5
时间: 2023-11-13 08:21:29 浏览: 165
好的,我们可以将这个常微分方程组写成向量形式:d/dt [x; y] = [f(x, y); g(x, y)], 其中 f(x, y) = x / (x^2 + y^2)^0.5, g(x, y) = y / (x^2 + y^2)^0.5。
然后,我们可以定义一个函数 handle,用于传递给 RK_ode 函数。代码如下:
```
function dydt = odefunc(t, y)
dydt = [y(1) / (y(1)^2 + y(2)^2)^0.5;
y(2) / (y(1)^2 + y(2)^2)^0.5];
end
```
然后,我们可以调用 RK_ode 函数求解这个常微分方程组。比如,我们可以使用如下代码:
```
tspan = [0, 10];
y0 = [1, 0];
h = 0.01;
[t, y] = RK_ode(@odefunc, tspan, y0, h);
```
这里,tspan 定义了求解的时间区间,y0 是初始条件,h 是步长。最后,RK_ode 函数返回求解出来的时间和状态量的向量。
相关问题
如果微分方程组为dx/dt=x/(x^2+y^2))^0.5;dy/dt=y/(2*x^2+y^2))^0.5
这是一个二阶微分方程组,同样可以通过变量代换将其化为一阶方程组。
令 $u=x/((x^2+y^2)^{0.5})$,$v=y/((2x^2+y^2)^{0.5})$,则有:
$$
\begin{cases}
dx/dt=(x^2+y^2)^{0.5}u' \\
dy/dt=(2x^2+y^2)^{0.5}v'
\end{cases}
$$
将 $u$ 和 $v$ 的定义代入原方程组中,得到:
$$
\begin{cases}
(x^2+y^2)^{0.5}u' = u \\
(2x^2+y^2)^{0.5}v' = v
\end{cases}
$$
化简后,得到:
$$
\begin{cases}
u' = \dfrac{1}{(x^2+y^2)^{0.5}} \\
v' = \dfrac{1}{(2x^2+y^2)^{0.5}}
\end{cases}
$$
这是一个一阶微分方程组,可以使用常规的数值方法求解。
比如,使用Matlab的ode45函数可以求解该微分方程组,代码如下:
```
% 定义微分方程组
function dydt = myODE(t,y)
x = y(1);
y1 = y(2);
u = x/sqrt(x^2+y1^2);
v = y1/sqrt(2*x^2+y1^2);
dydt = [sqrt(x^2+y1^2)*u; sqrt(2*x^2+y1^2)*v];
end
% 调用函数求解微分方程组
tspan = [0 10];
y0 = [1; 1];
[t,y] = ode45(@myODE,tspan,y0);
% 绘制解的图像
plot(t,y(:,1),t,y(:,2))
legend('x','y')
xlabel('t')
```
这段代码使用ode45函数求解微分方程组,绘制解的图像。
如何画dx/dt=y-x^3+b*x^2-z+2.95; dy/dt=1-5*x^2-y;dz/dt=r*(4*(x+1.6)-z)关于r的分叉图
这个问题需要用到动力系统中的分叉图,可以通过Matlab中的pplane函数绘制。以下是步骤:
1. 打开Matlab,调用pplane函数。如果没有安装pplane函数,可以在Matlab的命令窗口中输入"addpath('pplane路径')",其中pplane路径是pplane函数所在文件夹的路径。
2. 输入系统的三个微分方程:dx/dt=y-x^3+b*x^2-z+2.95, dy/dt=1-5*x^2-y, dz/dt=r*(4*(x+1.6)-z)。
3. 设置参数范围:选择r作为参数,设置r的范围,比如r从0到5,步长为0.1。
4. 选择绘图类型:选择分叉图类型,即参数r的变化对系统行为的影响。
5. 运行程序,等待绘图结果。
下面是Matlab代码示例:
```
% 定义微分方程
dxdt = @(t,x,y,z,r) y - x^3 + b*x^2 - z + 2.95;
dydt = @(t,x,y,z,r) 1 - 5*x^2 - y;
dzdt = @(t,x,y,z,r) r*(4*(x+1.6) - z);
% 设置参数范围
r_range = 0:0.1:5;
% 绘制分叉图
pplane3(dxdt,dydt,dzdt,[],[],r_range);
```
注意:上述代码中的b为常数,需要根据具体问题进行设置。
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