数值微分与数值积分论文

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问:用数值积分的方法求解微分方程y''-u(1-x^2)y'+x=o
  1. 答:对于求一般的常微分方程初值问题的数值解来说,已经有很多的方法。在实际应用中,我们当然希望能够结合具体问题的特点,充分利用不同方法的差异,选择一种更为合适的方法,力争得到尽可能好的结果。对于求解实际问题来说,我们通常并不能立即得出所得到的结果到底有几位有效数字。虽然可以通过理论分析来估计误差,但这样做一是劳神费力,二是所得到的结果也未必靠的住,这中间不确定的因素太多。在现代计算机条件下,采用基于试验的方法一般比理论分析的结果更为直观,更为具体。在这个基础上再辅之以理论分析,结论当然更可靠一些。求解一阶常微分方程的新的数值求解方法(欧拉—牛顿法)是改进的欧拉方法和牛顿法的完美结合,从而为求解一阶常微分方程的数值解提供了方便,并且结果的精度也比较高.
  2. 答:[DyDt.m]
    function ydot=DyDt(t,y)
    mu=2;
    ydot=[y(2);mu*(1-y(1)^2)*y(2)-y(1)];
    (3)解算微分方程
    tspan=[0,30];
    y0=[1;0];
    [tt,yy]=ode45(@DyDt,tspan,y0);
    plot(tt,yy(:,1))
    xlabel('t'),title('x(t)')
    图 4.1-7 微分方程解
    (4)
    plot(yy(:,1),yy(:,2))
    xlabel('位移'),ylabel('速度')
  3. 答:有个未知数u怎么用数值来做啊
问:简述数值微积分和微积分的区别及理论基础
  1. 答:微积分是高等数学中研究函数的微分、积分以及有关概念和应用的数学分支。它是数学的一个基础学科。内容主要包括极限、微分学、积分学及其应用。微分学包括求导数的运算,是一套关于变化率的理论。它使得函数、速度、加速度和曲线的斜率等均可用一套通用的符号进行讨论。积分学,包括求积分的运算,为定义和计算面积、体积等提供一套通用的方法
问:数值积分的简介
  1. 答:求某函数的定积分时,在多数情况下,被积函数的原函数很难用初等函数表达出来,因此能够借助微积分学的牛顿-莱布尼兹公式计算定积分的机会是不多的。另外,许多实际问题中的被积函数往往是列表函数或其他形式的非连续函数,对这类函数的定积分,也不能用不定积分方法求解。由于以上原因,数值积分的理论与方法一直是计算数学研究的基本课题。对微积分学作出杰出贡献的数学大师,如I.牛顿、L.欧拉、C.F.高斯、拉格朗日等人都在数值积分这个领域作出了各自的贡献,并奠定了这个分支的理论基础。
    构造数值积分公式最通常的方法是用积分区间上的n 次插值多项式代替被积函数,由此导出的求积公式称为插值型求积公式。特别在节点分布等距的情形称为牛顿-柯茨公式,例如梯形公式(Trapezoidal Approximations)与抛物线公式(Approximations Using Parabolas)就是最基本的近似公式。但它们的精度较差。龙贝格算法是在区间逐次分半过程中,对梯形公式的近似值进行加权平均获得准确程度较高的积分近似值的一种方法,它具有公式简练、计算结果准确、使用方便、稳定性好等优点,因此在等距情形宜采用龙贝格求积公式(Rhomberg Integration)。当用不等距节点进行计算时,常用高斯型求积公式计算,它在节点数目相同情况下,准确程度较高,稳定性好,而且还可以计算无穷积分。数值积分还是微分方程数值解法的重要依据。许多重要公式都可以用数值积分方程导出。
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