用二步四阶线性多步法求解常微分问题u ′ (x) = −5u, u(0) = 1, 0 < x < 1,步长为0.1,并且输出每个x对应的数值解的matlab程序

时间: 2023-11-28 14:49:32 浏览: 39
以下是使用二步四阶线性多步法求解常微分问题的 Matlab 代码: ```matlab % 定义常微分方程 f = @(x, u) -5*u; % 定义初始条件 u0 = 1; % 定义步长和计算区间 h = 0.1; x0 = 0; xn = 1; % 计算步数和节点数 n = (xn - x0) / h; x = linspace(x0, xn, n+1); % 定义存储数值解的向量 u = zeros(1, n+1); u(1) = u0; % 使用二步四阶线性多步法求解 for i = 1:3 k1 = h * f(x(i), u(i)); k2 = h * f(x(i)+h, u(i)+k1); u(i+1) = u(i) + (1/3) * (k1 + 2*k2); end for i = 4:n u(i+1) = u(i-2) + (4/3)*h*f(x(i-1), u(i-1)) - (1/3)*h*f(x(i-2), u(i-2)); end % 输出数值解 disp(u); ``` 运行以上代码,将得到每个节点处的数值解。
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二步四阶线性多步法求解常微分问题u ′ (x) = −5u, u(0) = 1, 0 < x < 1,matlab程序

以下是使用二步四阶线性多步法(BDF2)求解常微分方程的 Matlab 程序: ```matlab function [x, y] = bdf2(f, y0, a, b, h) % f: 函数句柄,表示 y'=f(x,y) % y0: 初始值,即 y(a) = y0 % a, b: 区间 [a, b] % h: 步长 % x: 自变量的取值 % y: 解向量 % 计算节点数 N = floor((b-a)/h) + 1; % 初始化 x = linspace(a, b, N)'; y = zeros(N, 1); y(1) = y0; % 使用前两个节点的值计算第三个节点的值 y(2) = y(1) + h*f(x(1), y(1)); for n = 2:N-1 % 计算预测值 y_n1_star = 4/3*y(n) - 1/3*y(n-1) + 2/3*h*f(x(n), y(n)); % 计算校正值 y_n1 = 1/3*y(n-1) + 2/3*y_n1_star + 2/3*h*f(x(n+1), y_n1_star); % 更新解向量 y(n+1) = y_n1; end ``` 使用该程序求解题目中的常微分方程,可以这样调用: ```matlab f = @(x, y) -5*y; y0 = 1; a = 0; b = 1; h = 0.1; [x, y] = bdf2(f, y0, a, b, h); ``` 其中 `f` 表示常微分方程右侧的函数,`y0` 表示初值,`a` 和 `b` 表示求解区间,`h` 表示步长。 `x` 和 `y` 分别是自变量和解向量。

二步四阶线性多步法求解常微分问题u ′ (x) = −5u, u(0) = 1, 0 < x < 1,步长为0.1,并且输出x对应的u值的matlab程序程序

以下是使用二步四阶线性多步法求解常微分问题的matlab程序: ```matlab function u = twoStepFourOrderMethod() % 定义初始条件 u0 = 1; x0 = 0; xEnd = 1; h = 0.1; % 计算步数 n = (xEnd - x0) / h; % 初始化u和x u = zeros(1, n+1); x = zeros(1, n+1); u(1) = u0; x(1) = x0; % 使用欧拉法计算第一个点 u(2) = u(1) + h * (-5 * u(1)); x(2) = x(1) + h; % 使用二步四阶线性多步法计算剩余点 for i = 3:n+1 u(i) = u(i-2) + 4*h/3*(-5*u(i-1)) - h/3*(-5*u(i-2)); x(i) = x(i-1) + h; end % 输出结果 for i = 1:n+1 fprintf('x = %.1f, u = %.4f\n', x(i), u(i)); end end ``` 运行该程序,将会输出每个点对应的x和u值。

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