龙格库塔解一阶微分方程组matlab
时间: 2023-06-30 11:05:38 浏览: 107
2.龙格库塔_matlab_matlab求微分方程组解的一种算法_
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假设我们有一阶微分方程组:
y1' = f1(t, y1, y2)
y2' = f2(t, y1, y2)
其中,y1(t) 和 y2(t) 是未知函数,f1(t, y1, y2) 和 f2(t, y1, y2) 是已知函数。我们可以使用龙格-库塔方法(Runge-Kutta method)来数值求解该方程组。下面给出 Matlab 代码实现:
```matlab
% 设置初始条件
t0 = 0;
y10 = 1;
y20 = 0;
% 设置步长和终止时间
h = 0.01;
tf = 10;
% 定义函数
f1 = @(t, y1, y2) y2;
f2 = @(t, y1, y2) -y1 - 2 * y2;
% 初始化
t = t0;
y1 = y10;
y2 = y20;
% 龙格-库塔方法
while t <= tf
k11 = h * f1(t, y1, y2);
k12 = h * f2(t, y1, y2);
k21 = h * f1(t + h/2, y1 + k11/2, y2 + k12/2);
k22 = h * f2(t + h/2, y1 + k11/2, y2 + k12/2);
k31 = h * f1(t + h/2, y1 + k21/2, y2 + k22/2);
k32 = h * f2(t + h/2, y1 + k21/2, y2 + k22/2);
k41 = h * f1(t + h, y1 + k31, y2 + k32);
k42 = h * f2(t + h, y1 + k31, y2 + k32);
y1 = y1 + (k11 + 2*k21 + 2*k31 + k41)/6;
y2 = y2 + (k12 + 2*k22 + 2*k32 + k42)/6;
t = t + h;
fprintf('t = %f, y1 = %f, y2 = %f\n', t, y1, y2);
end
```
在上面的代码中,我们首先设置了初始条件和步长、终止时间。然后,定义了函数 f1 和 f2,并进行了初始化。接下来,使用 while 循环来执行龙格-库塔方法。每一步都需要计算 k1,k2,k3 和 k4,并利用这四个值来更新 y1 和 y2 的值。最后,输出当前的时间 t,以及对应的 y1 和 y2 的值。
注意,这里的 f1 和 f2 必须是函数句柄(function handle),即使用 @ 符号定义的匿名函数。这样可以使得代码更加简洁和易读。
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