C++,Write a program that generates the (x,y) pairs for a Euler’s extrapolation having the initial condition (0, 1). The data set should include eleven pairs between x = 0 and x = 5 (spacing is 0.5) Test your program with a slope equation slope=(1+2x) √y Your program should include the following global functions contained in a namespace called “RungeKutta” double step(double, double, int) double *ones(int, double = 1) double *linspace(double, double, int) double slope(double, double) void extrapolate(double *, double *, int) void printXY(double *, double *, int)

时间: 2023-09-22 13:07:38 浏览: 51
Here's the program that generates the (x,y) pairs for Euler's extrapolation with the given initial condition and slope equation: ```c++ #include <iostream> #include <cmath> namespace RungeKutta { double step(double x, double y, int n) { double h = x / n; for (int i = 1; i <= n; i++) { y = y + h * slope(x, y); x = x + h; } return y; } double *ones(int n, double v) { double *arr = new double[n]; for (int i = 0; i < n; i++) { arr[i] = v; } return arr; } double *linspace(double start, double end, int n) { double *arr = new double[n]; double h = (end - start) / (n - 1); for (int i = 0; i < n; i++) { arr[i] = start + i * h; } return arr; } double slope(double x, double y) { return (1 + 2 * x) * sqrt(y); } void extrapolate(double *x, double *y, int n) { for (int i = 0; i < n - 1; i++) { double h = x[i + 1] - x[i]; y[i + 1] = y[i] + h * slope(x[i], y[i]); } } void printXY(double *x, double *y, int n) { for (int i = 0; i < n; i++) { std::cout << "(" << x[i] << ", " << y[i] << ")" << std::endl; } } } int main() { const int n = 11; double *x = RungeKutta::linspace(0, 5, n); double *y = RungeKutta::ones(n, 1); y[n - 1] = RungeKutta::step(x[n - 2], y[n - 2], 2); RungeKutta::extrapolate(x, y, n); RungeKutta::printXY(x, y, n); delete[] x; delete[] y; return 0; } ``` Explanation: - The `RungeKutta` namespace contains the global functions required for the program. - The `step` function implements Euler's method to compute the value of `y` at a given `x` using the given slope equation. It takes three parameters: the current `x`, the current `y`, and the number of steps to take (`n`). It returns the final value of `y`. - The `ones` function creates an array of `n` elements with the same value (`v`). It takes two parameters: the number of elements (`n`) and the value to fill the array with (default is 1). - The `linspace` function creates an array of `n` equally spaced values between `start` and `end`. It takes three parameters: the starting value (`start`), the ending value (`end`), and the number of elements (`n`). - The `slope` function computes the slope at a given `(x, y)` pair using the given slope equation. It takes two parameters: the current `x` and the current `y`. - The `extrapolate` function computes the (x,y) pairs for Euler's extrapolation using the values of `x` and `y` computed so far. It takes three parameters: the array of `x` values, the array of `y` values, and the number of elements (`n`). - The `printXY` function prints the (x,y) pairs to the console. It takes three parameters: the array of `x` values, the array of `y` values, and the number of elements (`n`). - In the `main` function, we create an array of `x` values using the `linspace` function and an array of `y` values initialized to 1 using the `ones` function. We set the last element of `y` to the value computed using Euler's method with `n=2`. We then compute the remaining `(x,y)` pairs using Euler's extrapolation with the `extrapolate` function and print the results to the console using the `printXY` function. Finally, we delete the dynamically allocated arrays to free up memory.

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