利用MATLAB求解微分方程数值解相关命令.doc

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利用MATLAB求解微分方程数值解的相关命令 1 指令函数及调用格式 1.1 指令函数:dsolve 注:此指令函数用于求解微分方程(组)的符号(解析)解。 1.2 单变量常微分方程的调用格式: f=dsolve(‘eq’, ‘cond’, ‘v’) 注:此调用格式用于求符号微分方程的通解或特解,其中eq代表微分方程,cond代表微分方程的初始条件(若缺少,则求微分方程的通解),v为指定自变量(如未指定,系统默认t为自变量)。 1.3 常微分方程组的调用格式: f=dsolve(‘eq1’, ‘eq2’,…, ‘eqn’, ‘cond1’, ‘cond2’,…, ‘condn’, ‘v1’, ‘v2’, …, ‘vn’) 注:此调用格式用于求解符号常微分方程组。其中eq1,…,eqn代表n个微分方程构成的微分方程组;cond1, …,condn代表微分方程组的初始条件(若缺少,则求微分方程组的通解),v1 , …,vn为指定自变量(如未指定,系统默认t为自变量)。 1.4 记述规定: MATLAB中,用D(注意:一定是大写)记述微分方程中函数的导数。 当y是因变量时,用‘Dny’表示‘y的n阶导数’。如,Dy表示y的一阶导数y ,Dny表示y的n阶导数。 Dy(0)=5表示y (0)=5。 D3y+D2y+Dy-x+5=0表示微分方程 y+y+y-x+5=0。 2 实例演示 例1、求微分方程的通解 命令输入: y=dsolve(Dy+2*x*y=2*x*exp(-x^2),x) 得结果为: y = (x^2+C1)*exp(-x^2) 若输入命令: y=dsolve(Dy+2*x*y=2*x*exp(-x^2)) 则系统默认t为自变量,而把真正的自变量x当作常数处理,把y当作t的函数,得到错误的结果: y = exp(-2*x*t-x*(x-2*t))+exp(-2*x*t)*C1 例2、求微分方程的通解 命令输入: x=dsolve(4*D2x-20*Dx+25*x=0) 得结果为: x = C1*exp(5/2*t)+C2*exp(5/2*t)*t %系统默认t为自变量 例3、求微分方程在条件下的特解。 命令输入: y=dsolve(D2y+5*Dy-4*y+10=0,y(0)=6,Dy(0)=4,x) 得结果为: y = exp(1/2*(-5+41^(1/2))*x)*(51/164*41^(1/2)+7/4)+exp(-1/2*(5+41^(1/2))*x)*(7/4-51/164*41^(1/2))+5/2 例4、求下述微分方程组的解 命令输入: [x y]=dsolve(Dx=-3*y, Dy=2*x) 得结果为: x = 1/2*6^(1/2)*(C1*cos(6^(1/2)*t)-C2*sin(6^(1/2)*t)) y = C1*sin(6^(1/2)*t)+C2*cos(6^(1/2)*t)

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