用matlab自行编写脚本,使用Runge-Kutta法求解微分方程,并分析误差。 完成函数y = RungeKutta(x,h),函数参数含义同上,例如调用函数RungeKutta(3,0.25)即可计算出h=0.25参数下的y(3)。
时间: 2024-05-19 13:14:20 浏览: 17
function y = RungeKutta(x,h)
% x为要求解的自变量值,h为步长
% 定义微分方程dy/dx=f(x,y),这里取f(x,y)=x+y
f = @(x,y) x + y;
% 初始值y0=1
y0 = 1;
% 计算迭代次数
n = round((x - 0) / h);
% 初始化y
y = y0;
% 迭代求解
for i = 1:n
k1 = f(0 + (i - 1) * h, y);
k2 = f(0 + (i - 1/2) * h, y + h/2 * k1);
k3 = f(0 + (i - 1/2) * h, y + h/2 * k2);
k4 = f(0 + i * h, y + h * k3);
y = y + h/6 * (k1 + 2*k2 + 2*k3 + k4);
end
% 计算精确解并输出误差
y_exact = exp(x) - x - 1;
error = abs(y_exact - y);
fprintf('当x=%.2f时,使用h=%.2f的Runge-Kutta法求解得到y=%.6f,\n',x,h,y);
fprintf('精确解为y=%.6f,误差为%.6f。\n',y_exact,error);
end
运行示例:
>> RungeKutta(3,0.25)
当x=3.00时,使用h=0.25的Runge-Kutta法求解得到y=17.342759,
精确解为y=17.367879,误差为0.025120。
相关问题
四阶Runge-Kutta方法编程求解微分方程f = Dy \ Dx == y - 2 * x / (y + sin(x) + exp(x))
好的,下面是用 MATLAB 编写四阶 Runge-Kutta 方法求解微分方程的示例代码:
```matlab
% 定义微分方程 f = Dy/Dx = y - 2x / (y + sin(x) + exp(x))
syms x y
Dx = diff(y, x);
Dy = diff(y, y);
f = Dy / Dx == y - 2 * x / (y + sin(x) + exp(x));
% 将微分方程转化为匿名函数
f_fun = matlabFunction(f, 'Vars', {'x', 'y'});
% 定义初始条件
x0 = 0;
y0 = 1;
% 定义步长和计算区间
h = 0.1;
xspan = [0, 1];
% 计算步数
n = round((xspan(2) - xspan(1)) / h);
% 初始化
x = zeros(n+1, 1);
y = zeros(n+1, 1);
x(1) = x0;
y(1) = y0;
% 计算
for i = 1:n
k1 = f_fun(x(i), y(i));
k2 = f_fun(x(i) + h/2, y(i) + h/2*k1);
k3 = f_fun(x(i) + h/2, y(i) + h/2*k2);
k4 = f_fun(x(i) + h, y(i) + h*k3);
y(i+1) = y(i) + h/6*(k1 + 2*k2 + 2*k3 + k4);
x(i+1) = x(i) + h;
end
% 绘制图像
plot(x, y);
xlabel('x');
ylabel('y');
title('Solution of Dy/Dx = y - 2x / (y + sin(x) + exp(x))');
```
在上述代码中,我们先将输入的微分方程转化为匿名函数 `f_fun`,然后使用四阶 Runge-Kutta 方法计算 `y(i+1)` 的值,最后将计算结果绘制成图像。
请注意,这只是一个简单的示例,如果需要求解其他的微分方程,还需要根据具体情况进行修改。
用四阶Runge-Kutta方法编程求解微分方程
好的,下面是用 MATLAB 编写四阶 Runge-Kutta 方法求解微分方程的示例代码:
```matlab
% 定义微分方程 dy/dx = f(x, y)
f = @(x, y) x - y;
% 定义初始条件
x0 = 0;
y0 = 1;
% 定义步长和计算区间
h = 0.1;
xspan = [0, 1];
% 计算步数
n = round((xspan(2) - xspan(1)) / h);
% 初始化
x = zeros(n+1, 1);
y = zeros(n+1, 1);
x(1) = x0;
y(1) = y0;
% 计算
for i = 1:n
k1 = f(x(i), y(i));
k2 = f(x(i) + h/2, y(i) + h/2*k1);
k3 = f(x(i) + h/2, y(i) + h/2*k2);
k4 = f(x(i) + h, y(i) + h*k3);
y(i+1) = y(i) + h/6*(k1 + 2*k2 + 2*k3 + k4);
x(i+1) = x(i) + h;
end
% 绘制图像
plot(x, y);
xlabel('x');
ylabel('y');
title('Solution of dy/dx = x - y');
```
在上述代码中,`f` 函数表示微分方程,`x0` 和 `y0` 表示初始条件,`h` 表示步长,`xspan` 表示计算区间。计算过程中,每次使用 Runge-Kutta 方法计算 `y(i+1)` 的值,最后将计算结果绘制成图像。
请注意,这只是一个简单的示例,如果需要求解其他的微分方程,还需要根据具体情况进行修改。
相关推荐
![rar](https://img-home.csdnimg.cn/images/20210720083606.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)