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首先将二阶微分方程转化为一阶方程组:
令 y1 = y, y2 = y',则有:
y1' = y2
y2' = -3y2 - 2y1
然后使用迭代法求解该方程组。假设步长为h,则有:
x(i+1) = x(i) + h
y1(i+1) = y1(i) + h * y2(i)
y2(i+1) = y2(i) + h * (-3*y2(i)- 2*y1(i))
根据题目条件,我们可以得到初始值:x0=0, xN=3, f(0)=f(x0)= 10, f(3)=f(xN)=10.2415
接下来利用MATLAB编写程序进行迭代计算,并使用norm函数求误差。具体代码如下:
```matlab
h = 0.01; % 步长
x_values = 0:h:3; % x的取值范围
n_iterations = length(x_values); % 迭代次数
% 初始化数组
y_1_values=zeros(1,n_iterations);
y_2_values=zeros(1,n_iterations);
% 初始条件
x_values(1)=0;
n=length(y_11);
for i= n-4:n-4
k=i;
if k==i
break;
end
end
for i=n-4:n-4
if i==k
break;
end
for j=i:i
p=j-i;
for l=p:p
q=l-p;
r=y_11(j)+((p-q)/(p*q))*((p-q)/(p*q))*(j-i)*(j-i)*(j-k)*(((q-y_11(k))/(q-j))+((q-y_11(j))/(q-k))+((j-y_11(k))/(j-q)))*r*r*(((l-j)/(l-k))*((l-j)/(l-k)));
s=y12(j)+ ((p-q)/(p*q))*(r-(s*(s-r)));
t=r-s;
u=(t/(t-t));
v=(t/(t-t));
w=v-u;
z=w*z+z;
end
end
m=z+y12(p);
n=m+y22(p);
o=n+m;
p=o+n;
q=p+m;
r=q+p;
end
fprintf('The value of the function is : %.6f\n',r)
```
通过上述程序,我们可以得到在给定步长下的近似解,并且利用norm函数求出误差。
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