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改进欧拉及四阶龙格库塔法 用改进Euler方法和四阶龙格-库塔法求初值问题

2020-12-16知识9

分别用改进的欧拉法和四阶龙格-库塔公式求解微分方程初值问题 分别用改进的欧拉法和四阶龙格-库塔公式求解微分方程初值问题(1)Y'=Y-2X/Y,Y(0)=1,X=[0,1],H=0.1(2)Y'=X2+。

改进欧拉及四阶龙格库塔法 用改进Euler方法和四阶龙格-库塔法求初值问题

四阶RK(龙格库塔)方法求初值问题的数值解 f=inline('-y+x+1','x','y');微分方程的右边项dx=0.05;x方向步长xleft=0;区域的左边界xright=10;区域的右边界xx=xleft:dx:xright;一系列离散的点n=length(xx);点的个数y0=1;(1)欧拉法Euler=y0;for i=2:nEuler(i)=Euler(i-1)+dx*f(xx(i-1),Euler(i-1));end(2)龙格库塔法RK=y0;for i=2:nk1=f(xx(i-1),RK(i-1));k2=f(xx(i-1)+dx/2,RK(i-1)+k1*dx/2);k3=f(xx(i-1)+dx/2,RK(i-1)+k2*dx/2);k4=f(xx(i-1)+dx,RK(i-1)+k3*dx);RK(i)=RK(i-1)+dx*(k1+2*k2+2*k3+k4)/6;endEuler和Rk法结果比较plot(xx,Euler,xx,RK)hold on精确解用作图syms xrightsolve=dsolve('Dy=-y+x+1','y(0)=1','x');求出解析解rightdata=subs(rightsolve,xx);将xx代入解析解,得到解析解对应的数值plot(xx,rightdata,'r*')legend('Euler','Runge-Kutta','analytic')

改进欧拉及四阶龙格库塔法 用改进Euler方法和四阶龙格-库塔法求初值问题

数值分析计算方法求解 欧拉法的局部截断误差的阶为O(h2);改进欧拉法的局部截断误差的阶为 O(h3);三阶龙格-库塔法的局部截断误差的阶为 O(h4).四阶龙格-库塔法的局部截断误差的阶为 O(h5).欧拉法的绝对稳定实区域为-2

改进欧拉及四阶龙格库塔法 用改进Euler方法和四阶龙格-库塔法求初值问题

分别用 欧拉法 和 四阶龙格-库塔法 解微分方程

从欧拉方法、改进欧拉方法、2阶龙格-库塔方法、4阶龙格-库塔方法中选择一种方法,每一步从精确解出发计算出下一 欧拉方法 ;nbsp;yn+1=yn+h·f(xn,yn),xn=x0+n·h. ;nbsp;改进欧拉方法 ;nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;2阶龙格-库塔方法 ;nbsp;yn+1=yn+hk2,k1=f(xn,yn)。

分别用 欧拉法 和 四阶龙格-库塔法 解微分方程 f=inline('x*y','x','y');微分2113方程的右边项dx=0.05;x方向步长xleft=0;区域的左5261边界4102xright=3;区域的右边界xx=xleft:dx:xright;一系列离散的点n=length(xx);点的个数y0=1;(1)欧拉法Euler=y0;for i=2:nEuler(i)=Euler(i-1)+dx*f(xx(i-1),Euler(i-1));end(2)龙格1653库塔法RK=y0;for i=2:nk1=f(xx(i-1),RK(i-1));k2=f(xx(i-1)+dx/2,RK(i-1)+k1*dx/2);k3=f(xx(i-1)+dx/2,RK(i-1)+k2*dx/2);k4=f(xx(i-1)+dx,RK(i-1)+k3*dx);RK(i)=RK(i-1)+dx*(k1+2*k2+2*k3+k4)/6;endEuler和Rk法结果比较plot(xx,Euler,xx,RK)hold on精确解用作图syms xrightsolve=dsolve('Dy=x*y','y(0)=1','x');求出解析解rightdata=subs(rightsolve,xx);将xx代入解析解,得到解析解对应的数值plot(xx,rightdata,'r*')legend('Euler','Runge-Kutta','analytic')

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