急!微分方程求解

作者&投稿:澄修 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
微分方程求解!!要详细步骤~

  解:分享一种解法。
  1)∵曲线y上任意点的切线的斜率k=y'=2x-10,而过S、T两点的直线方程为y=-4x+15,即切线ST的斜率k=-4,∴2x-10=-4。∴x=3,代入y=x^2-10x+24,得y=3,∴P点的坐标为(3,3)。
  2)∵PR⊥ST,根据两条相互垂直的直线的斜率关系,有PR的斜率为-1/k=1/4,∴PR的直线方程可表示为y-3=(x-3)/4。
  令y=0,得x=-9,即R点的坐标为(-9,0)。
  供参考。

建立.m文件
---------------------------------------------
function theta=danbai(t,X)
x=X(1);
dx=X(2);
ddx=-sin(x);
theta=[dx;ddx];
----------------------------------------------
命令窗口输入
>> [t,Y]=ode45(@danbai,[0 6],[pi/3 -1/2]);
>> plot(t,Y(:,1),'ro-',t,Y(:,2),'bv-');
>> legend('heta-t','dheta-t')
自编龙格库塔
------------------------------------------------
function [y,z]=Runge_kutta(a,b,y0,z0,h)
x=a:h:b;
y(1)=y0;
z(1)=z0;
n=(b-a)/h+1;
for i=2:n
K(1,1)=f1(x(i-1),y(i-1),z(i-1));
K(2,1)=f2(x(i-1),y(i-1),z(i-1));
K(1,2)=f1(x(i-1)+h/2,y(i-1)+K(1,1)*h/2,z(i-1)+K(2,1)*h/2);
K(2,2)=f2(x(i-1)+h/2,y(i-1)+K(1,1)*h/2,z(i-1)+K(2,1)*h/2);
K(1,3)=f1(x(i-1)+h/2,y(i-1)+K(1,2)*h/2,z(i-1)+K(2,2)*h/2);
K(2,3)=f2(x(i-1)+h/2,y(i-1)+K(1,2)*h/2,z(i-1)+K(2,2)*h/2);
K(1,4)=f1(x(i-1)+h,y(i-1)+K(1,3)*h,z(i-1)+K(2,3)*h);
K(2,4)=f2(x(i-1)+h,y(i-1)+K(1,3)*h,z(i-1)+K(2,3)*h);
y(i)=y(i-1)+h/6*(K(1,1)+2*K(1,2)+2*K(1,3)+K(1,4));
z(i)=z(i-1)+h/6*(K(2,1)+2*K(2,2)+2*K(2,3)+K(2,4));
end
y(2)
plot(y,'r') %θ-t图
hold on
plot(f1(x,y,z),'g') % dθ-t图
hold on
plot(f2(x,y,z),'b-')%d2θ-t图
%f1.m
function f1=f1(x,y,z)
f1=z;
%f2.m
function f2=f2(x,y,z)
f2=-sin(y);
-----------------------------------------
Runge_kutta(0,6,pi/3,-1/2,0.02)

Ref(z),其中z=x+iy(复数,x,y是实数,i是虚数单位,i^2=-1),指的是f(z)的实数部分。再补充一点知识,相信一定是有用的:Imf(z)指的是f(z)的虚数部分。

看来你对虚数不是很懂,我来讲讲:不要去想为什么i^2=-1,因为这个方程在实数域上是没解的,然而随着人们研究的深入,发现经常会碰到类似i^2=-1的方程,特别是在解一元三次方程的时候,所以人们引入了复数域。

懂了上面的后,我来讲讲为什么第一步可以变换到第二步:

欧拉公式:e^(iy)=cosy+isiny

e是欧拉数,也就是自然对数的底。

这个公式的推导要用到级数理论,也就是要把函数e^x,cosx,sinx展开成泰勒级数才能得到证明,这里没必要深入下去,只要知道这个公式是正确的就行了!

所以:Re[e^(iy)]=cosy

令y=2x不就可以表示成cos2x了吗?

接下来你应该知道了!



背公式的 看你原来微分方程是什么形式,然后就有相应的解的形式,最后代进去就可以求出常数,就会出现特解了。

Re是取实部,这一步源自Euler公式
e^(ix)=cosx+isinx




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