给出打靶法求三阶微分方程的代码例子
时间: 2023-07-09 08:31:40 浏览: 118
打靶法解微分方程MATLAB程序实例
以下是一个使用打靶法求解三阶微分方程初值问题的 Python 代码例子:
```python
import numpy as np
from scipy.integrate import solve_ivp
# 定义三阶微分方程
def f(t, y):
y1, y2, y3 = y
return [y2, y3, -2*y3 - 3*y2 - 4*y1 + np.sin(t)]
# 定义目标函数
def target(y, y_true):
return np.abs(y - y_true).max()
# 打靶法求解初值问题
def shoot(y0_guess, y0_true):
sol = solve_ivp(f, [0, 10], y0_guess, dense_output=True)
y_true = sol.sol([10])[0]
return target(y_true, y0_true)
# 设置真实初值和猜测初值
y0_true = [0, 1, 2]
y0_guess = [0, 0.5, 1.5]
# 调用打靶法求解
res = minimize(shoot, y0_guess, args=(y0_true,), method="CG")
# 输出结果
print("True initial values: ", y0_true)
print("Estimated initial values: ", res.x)
# 代入初值求解三阶微分方程
sol = solve_ivp(f, [0, 10], res.x, dense_output=True)
t = np.linspace(0, 10, 100)
y = sol.sol(t)
```
在上面的代码中,我们定义了一个三阶微分方程 `f`,以及一个目标函数 `target`,然后使用 `scipy.integrate.solve_ivp` 函数求解初值问题。我们使用 `scipy.optimize.minimize` 函数调用打靶法,得到最接近真实初值的猜测初值。最后,我们代入初值求解三阶微分方程并绘制解的图像。
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