matlab用龙格库塔法解二阶微分方程组的源码
时间: 2023-08-12 18:01:55 浏览: 171
二阶微分方程求解(龙格库塔法)
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以下是用Matlab编写的使用龙格-库塔法求解二阶微分方程组的源码:
```matlab
function [t, y] = rungeKutta(method, f, h, tspan, y0)
% 参数:
% method:选择使用的龙格-库塔法的阶数(2、3、4)
% f:函数句柄,表示要求解的二阶微分方程组 dy/dt = f(t, y)
% h:步长
% tspan:时间范围
% y0:初始条件,二维向量
% 初始化
t = tspan(1):h:tspan(2);
n = length(t);
y = zeros(n, length(y0));
% 设置初始条件
y(1,:) = y0;
% 使用龙格-库塔法进行迭代
for i = 1:(n-1)
k1 = h * f(t(i), y(i,:));
k2 = h * f(t(i) + h/2, y(i,:) + k1/2);
k3 = h * f(t(i) + h/2, y(i,:) + k2/2);
k4 = h * f(t(i) + h, y(i,:) + k3);
if method == 2
y(i+1,:) = y(i,:) + (k1 + 2*k2 + 2*k3 + k4)/6;
elseif method == 3
k5 = h * f(t(i) + h/2, y(i,:) + k3/2);
y(i+1,:) = y(i,:) + (k1 + 3*k2 + 3*k3 + k4 + 2*k5)/8;
elseif method == 4
k5 = h * f(t(i) + h/2, y(i,:) + k3/2);
k6 = h * f(t(i) + h, y(i,:) + k5);
y(i+1,:) = y(i,:) + (k1 + 4*k2 + 4*k3 + k4 + 4*k5 + k6)/12;
end
end
end
```
使用该函数可以求解某个特定的二阶微分方程组,例如需要求解 d^2y/dt^2 - 2dy/dt + y = 0,初始条件为 y(0) = 1,y'(0) = 0,时间范围为 t = 0 到 10,步长为 0.1,可以按照以下步骤调用该函数:
```matlab
f = @(t, y) [y(2); 2*y(2) - y(1)];
h = 0.1;
tspan = [0, 10];
y0 = [1, 0];
[t, y] = rungeKutta(4, f, h, tspan, y0);
```
这样就可以得到在给定时间范围内的解 y(t) 的数值结果。
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