MATLAB教学视频:常微分方程(组)在MATLAB中的求解方法
教学内容 1. 引例:一阶微分方程——水温问题 2. 引例:二阶微分方程——范德波尔方程 3. MATLAB dsolve求微分方程的解析解 4. MATLAB dsolve求微分方程组的解析解 5. 微分方程(组) 的MATLAB 数值解法 5.1 一阶微分方程的数值解法 5.2 一阶微分方程组的数值解法 5.3 二阶/ 高阶微分方程的数值解法 5.4 二阶/ 高阶微分方程组的数值解法 6. 课程总结
引例:一阶微分方程—— 水温问题
MATLAB dsolve 求微分方程的解析解 MATLAB dsolve 函数的基本调用格式 1. S = dsolve (eqn, cond) 2. S = dsolve (eqn, cond, v)
引例:二阶微分方程—— 范德波尔方程
MATLAB dsolve 求微分方程组的解析解 MATLAB dsolve 总结 1. 倘若求解成功,得到的是精确的解析解 2. 高等数学:仅有特定形式的微分方程(组) ,才有解析解 3. 没有解析解的微分方程(组):dsolve 无能为力 4. 抛弃dsolve:更加实用的数值解
微分方程 (组) 的MATLAB 数值解法 MATLAB 求解微分方程 (组) 的数值解:ODE (Ordinary Differential Equation) 系列函数 1. 非刚性问题:ode45 / ode23 / ode113 2. 刚性问题:ode15s / ode23s / ode23t / ode23tb 3. 优先尝试使用ode45:基于显格式的 (4, 5) 阶龙格— 库塔算法 4. 如果ode45 计算失败,再尝试其他的 ode 函数 5. 基本调用格式:[tdata, ydata] = odexx (odefun, tspan, y0)
一阶微分方程的数值解法 一阶微分方程组的数值解法
二阶/ 高阶微分方程的数值解法
课程总结 1. 存在解析解的特定形式的微分方程(组) 1.1 dsolve求解析解 1.2 ODE函数求数值解 2. 不存在解析解的微分方程(组) 2.1 只能使用ODE函数求数值解 2.2 高阶的微分方程(组):降阶处理:一阶微分方程组 3. 本课程未做讨论的几个重要的数学问题数值算法课程 3.1 微分方程(组) 的数值解:近似解:MATLAB ODE 函数求解精度如何? 3.2 数值算法的收敛性和稳定性 3.3 刚性问题 & 非刚性问题