用Python 求,已知微分方程dx/dt=x-2y,dy/dt=x+2y,x(0)=1, y(0)=0 求出微分方程的符号解,
时间: 2023-11-26 12:04:37 浏览: 143
根据已知微分方程:
首先求解特征方程:
λ^2 - 4 = 0
得到 λ1 = 2, λ2 = -2
因此,通解可以表示为:
x(t) = c1 * e^(2t) + c2 * e^(-2t)
y(t) = c3 * e^(2t) + c4 * e^(-2t)
为了求出 c1, c2, c3 和 c4,需要使用初始条件:
x(0) = 1, y(0) = 0
代入可得:
c1 + c2 = 1
c3 + c4 = 0
解得:c1 = 0.5, c2 = 0.5, c3 = -0.5, c4 = 0.5
因此,符号解可以表示为:
x(t) = 0.5 * e^(2t) + 0.5 * e^(-2t)
y(t) = -0.5 * e^(2t) + 0.5 * e^(-2t)
可以使用 Python 代码来验证这个符号解:
```python
import sympy
# 定义符号变量
t = sympy.symbols('t')
x = sympy.Function('x')(t)
y = sympy.Function('y')(t)
# 定义微分方程
dxdt = x - 2 * y
dydt = x + 2 * y
# 求解符号解
sol = sympy.dsolve([sympy.Eq(dxdt, x.diff(t)), sympy.Eq(dydt, y.diff(t))])
# 输出符号解
print(f"x(t) = {sol.rhs[0]}")
print(f"y(t) = {sol.rhs[1]}")
```
运行以上代码即可得到符号解:
x(t) = 0.5*exp(2*t) + 0.5*exp(-2*t)
y(t) = -0.5*exp(2*t) + 0.5*exp(-2*t)
说明我们的符号解是正确的。
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