三阶微分方程边界条件带有一个未知参数应该怎么求解,请给出Matlab代码
时间: 2024-03-07 11:50:34 浏览: 71
以下是一个使用打靶法和二分法求解带有未知参数的三阶微分方程边界条件的 Matlab 代码例子:
```matlab
% 定义三阶微分方程
function dydt = f(t, y, a)
dydt = [y(2); y(3); a*(-2*y(3) - 3*y(2) - 4*y(1) + sin(t))];
end
% 定义目标函数
function err = target(y, y_true)
err = max(abs(y - y_true));
end
% 打靶法求解初值问题
function err = shoot(y0_guess, y0_true, a)
sol = ode45(@(t, y) f(t, y, a), [0, 10], y0_guess);
y_true = deval(sol, 10, 1);
err = target(y_true, y0_true);
end
% 二分法求解参数
function a = find_param(y0_true, tol)
a_min = 0; a_max = 1;
while true
a = (a_min + a_max) / 2;
y0_guess = [0; 0.5; 1.5];
res = fminsearch(@(y0) shoot(y0, y0_true, a), y0_guess);
err = shoot(res, y0_true, a);
if err < tol
return;
elseif res(1) < y0_true(1)
a_min = a;
else
a_max = a;
end
end
end
% 设置真实初值和精度要求
y0_true = [0; 1; 2];
tol = 1e-6;
% 求解未知参数
a = find_param(y0_true, tol);
disp(['Parameter a: ', num2str(a)]);
% 求解三阶微分方程
sol = ode45(@(t, y) f(t, y, a), [0, 10], [0; 0.5; 1.5]);
t = linspace(0, 10, 100);
y = deval(sol, t, 1);
% 绘制解的图像
plot(t, y(1,:), 'b-', t, y(2,:), 'r-', t, y(3,:), 'g-');
xlabel('t'); ylabel('y(t)'); legend('y_1(t)', 'y_2(t)', 'y_3(t)');
```
在上面的代码中,我们定义了一个带有未知参数的三阶微分方程 `f`,以及一个目标函数 `target`。我们使用 `ode45` 函数求解初值问题,并使用 `fminsearch` 函数结合打靶法求解最接近真实初值的猜测初值。然后,我们使用二分法逐步缩小参数范围,直到误差满足要求。最后,代入初值和确定的参数求解三阶微分方程并绘制解的图像。
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