[分析] 二元二階數值分析

看板Math作者 (...)時間7年前 (2016/10/21 20:37), 7年前編輯推噓3(3015)
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宣告 diff(x,t,2) 為 x(t) 被t微分兩次的寫法 diff(x,t,1) 一次 diff(y,t,2) y(t) 想請問有兩個微分方程式 diff(x,t,2) = diff(x,t,1) + diff(y,t,1) + x + y + 1 diff(y,t,2) = diff(y,t,1) + x*y*diff(x,t,1) + x*sin(y) + 5 要怎麼用數值的方法去解呢? 感謝...... -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 114.40.102.231 ※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/Math/M.1477053429.A.AFC.html

10/21 22:56, , 1F
變成 (x,x',y,y') 的四元一階非線性方程,有一堆方
10/21 22:56, 1F

10/21 22:56, , 2F
法可以用
10/21 22:56, 2F
我有換成這個形式去給Maxima跑,不過我有設x=C*e^(入*t), 這樣又多兩個常數出來,Maxima我是用rk指令, 我猜這個指令是Runge-Kutta法,但我不知道怎樣在預先知道"C"和"入"的值去解? ※ 編輯: nemies (114.40.102.231), 10/21/2016 23:38:57

10/22 00:39, , 3F
想問定義域跟邊界條件是?
10/22 00:39, 3F
這個方程式我是亂設的,我要解的好幾頁都貼不完, 定義域是指t的最小到最大值嗎? 邊界條件y(0)是知道的, 有可以不假設x是甚麼方程式的解法嗎? ※ 編輯: nemies (114.40.102.231), 10/22/2016 02:02:16

10/22 02:30, , 4F
微分方程的意義是是告訴它(x,y)怎麼動
10/22 02:30, 4F

10/22 02:31, , 5F
你當然還要跟它說出發點是哪 不然要解什麼
10/22 02:31, 5F
我以為這裡是數學板...原來是物理板, 如果我直接po系統架構應該會被噓到爆吧...... http://imgur.com/a/XBium M(質量常數) 只會左右移動 m(質量常數) 會上下左右移動 k = 鋼索彈性係數; k(鋼索長度, 張力) F(t) = 步階函數 求x(t) y(t), 或者是f(x,y) = sqrt(x^2 + y^2); 在t=0~10秒內的data ※ 編輯: nemies (114.40.69.43), 10/22/2016 09:39:19

10/22 10:47, , 6F
樓上意思應該說 原PO要給初始條件
10/22 10:47, 6F

10/22 10:53, , 7F
還是看不懂原po到底想要什麼? x不一定要寫成
10/22 10:53, 7F

10/22 10:54, , 8F
x=C*e^(λt)這個樣子啊,還是說C和λ都是函數?
10/22 10:54, 8F

10/22 11:00, , 9F
因為你不是只多兩個常數,而是還少了x和x'的自由度
10/22 11:00, 9F
不太懂你說的自由度意思,但基本上,條件就是如圖, x(0)和y(0)可以設為0, 人能操作的就是F(t) = M*X"(t); X'(0) = 0; X'(5) = 11; X(t)是M的位置函數,x(t), y(t)是m的位置函數, **為了簡化問題可以假設鋼索不會彎曲,但是會有伸長量, 因此鋼索會有一個變形量e,此變形量方向與張力方向相同, 張力T=k*e; k又是鋼索長度和張力的函數哦~ 而X(t)和x(t),y(t)的關係可以用三角形幾何的關係取得, (不過這樣的假設應該會有bug,我用程式在跑某些k值會出問題, 實際情況,m與鋼索是用滑輪聯結的。) 看這麼多...應該霧煞煞了吧,所以我還是直接問怎麼解二元二階聯立好了...... 或是將力平衡方程式用Laplace轉換會比較簡單?Laplace我都忘光光了...... ※ 編輯: nemies (114.40.69.43), 10/22/2016 11:29:35

10/22 14:11, , 10F
數值解法一般做法是先用 taylor series 近似 x',..
10/22 14:11, 10F

10/22 14:12, , 11F
(如 finite difference), 接著在可行解區域內切割
10/22 14:12, 11F

10/22 14:13, , 12F
sample 點, 可轉成非線性方程組 ,再用數值解方式
10/22 14:13, 12F

10/22 14:16, , 13F
遇到高次微分項,如 x'' , y'',可令 (z,u)=(x',y')
10/22 14:16, 13F

10/22 14:16, , 14F
就變成在處理一階非線性方程組
10/22 14:16, 14F
了解,我再想一下用多維梯度的概念去逼近。 ※ 編輯: nemies (114.40.69.43), 10/22/2016 14:40:25

10/22 15:10, , 15F
恩...我就是想說可以用FDM去解XD
10/22 15:10, 15F

10/22 17:23, , 16F
x(0)=0,你又假設x=C*e^(λt),這豈不是逼C=0嗎?
10/22 17:23, 16F

10/22 17:24, , 17F
上面這個假設方式絕對不可行,應該要直接用rk之類的
10/22 17:24, 17F

10/22 17:24, , 18F
解(x,x',y,y')的方程式。
10/22 17:24, 18F
文章代碼(AID): #1O2Wlrhy (Math)
文章代碼(AID): #1O2Wlrhy (Math)