u^4-4*u=-3sin(x),x属于[0,2Π],精确解为u(x)=sin(x)用UWDG格式求误差
时间: 2024-03-17 14:43:51 浏览: 86
计算在x=处sin(x)的泰勒展开式的前2项和前5项的精确误差
好的,我们可以使用 UWDG 格式对差分方程进行数值求解,并计算数值解与精确解之间的误差。具体实现如下:
```matlab
% 定义求解函数
function [u, x, error] = solve()
% 定义边界条件
a = 0;
b = 2 * pi;
ua = sin(a);
ub = sin(b);
% 定义计算参数
N = 100; % 网格数
h = (b - a) / N; % 网格步长
x = linspace(a, b, N+1); % 网格节点
dt = 0.01; % 时间步长
T = 2 * pi; % 最终时间
M = ceil(T / dt); % 时间步数
% 初始化数值解向量
u = zeros(N+1, 1);
u(1) = ua;
u(N+1) = ub;
% 定义差分方程
f = @(u, x) (u.^4 - 4*u + 3*sin(x)) / h^2;
% 使用 UWDG 格式进行数值求解
for n = 1:M
u_old = u;
% 计算左右边界的数值通量
fp = f(u_old, x);
f_left = fp(1);
f_right = fp(end);
% 计算数值通量
fm = fp(1:end-1);
fp = fp(2:end);
flux = (fp + fm) / 2 - abs(fp - fm) / 2;
% 更新数值解
u(2:end-1) = u_old(2:end-1) + dt * (flux(1:end-1) - flux(2:end));
u(1) = ua + f_left * dt / 2;
u(N+1) = ub - f_right * dt / 2;
end
% 计算误差
u_exact = sin(x)';
error = max(abs(u - u_exact));
end
```
请将这段代码添加到你的 MATLAB 编辑器中,并运行 `solve()` 函数,即可得到数值解向量 `u`、节点向量 `x` 和误差 `error`。
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