3053

Розв’язування задачі Коші для звичайних диференціальних рівнянь в середовищі системи MathCad

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

Розв’язування задачі Коші для звичайних диференціальних рівнянь в середовищі системи MathCad. Теоретичні відомості Диференціальні рівняння першого порядку можуть, за означенням, містити, крім шуканої функції, тільки її першу похідну. В біль...

Украинкский

2012-11-12

199.5 KB

37 чел.

Розв’язування задачі Коші для звичайних диференціальних рівнянь в середовищі системи MathCad .

Теоретичні відомості

Диференціальні рівняння першого порядку можуть, за означенням, містити , крім шуканої функції , тільки її першу похідну . В більшості випадків диференціальне рівняння можна записати в стандартній формі

і тільки з такою формою може працювати обчислювальний процесор MathCad.

Крім диференціального рівняння , потрібно задати початкову умову – значення функції  в деякій точці  . Необхідно визначити функцію  на проміжку від  до .

Для чисельного інтегрування  звичайного диференціального рівняння (ЗВД) у користувача системи MathCad є вибір – або використати обчислювальний блок Given/Odesolve, або одну із вбудованих функцій Rkfixed, Rkadapt, Bulstoer. Розглянемо послідовно обидва варіанти розв’язування.

Обчислювальний блок Given/Odesolve

Обчислювальний блок для розв’язування одного диференціального рівняння, який реалізує чисельний метод Рунге-Кутта, складається із трьох частин:

  •  Given ключове слово
  •  Звичайне диференціальне рівняння та початкова умова, записані за допомогою логічних операторів, причому початкова умова повинна бути записана у формі
  •  Odesolve() – вбудована функцыя для розвєязування звичайного диференціального рівняння відносно змінної  на проміжку .

Приклад 1. Розвязування задачі Коші для ЗВД першого порядку           на проміжку .

Приклад 2. Розвязування задачі Коші для ЗВД першого порядку

         

Вбудована функція Rkfixed

Так як розвязування за допомогою вбудованої функції Rkfixed мало чим відрізняється від попередньго способу ( за допомогою обчислювального блоку), то приведемо приклад його використання. Звернемо лише Вашу увагу на необхідність явного задання кількості точок інтегрування ЗВД M=100, а також на отримання результату, на відміну від обчислювального блоку, не у вигляді функції, а у вигляді матриці розмірності . Ця матриця складається із двох стовпців: в одному знаходяться значення аргументу , а в другому відповідні значення шуканої функції .

Приклад 1. Розвязування задачі Коші для ЗВД першого порядку           на проміжку .

Приклад 2. Розвязування задачі Коші для ЗВД першого порядку

Практичні завдання

  1.  Завантажити систему MathCad.
  2.  Вставити текстову область, задати параметри оформлення тексту:
  •  шрифт-Arial Cyr, розмір- 10, вирівнювання – по лівому краю.
  1.  Ввести в текстову область  текст “Завдання 1. Розвязування задачі Коші
  2.  Знайти чисельний розв´язок задачі Коші в середовищі системи MathCad, використо-вуючи обчислювальний блок Given/Odesolve. Побудувати графік функції .

Варіанти завдань:

         №1. ;  

№2. ;

№3. ;

№4. ;

№5. ;

№6. ;

№7. ;

№8. ;

№9. ;

№10. ;

№11. ;

№12. ;

№13. ;

№14. ;

№15. ;

№16. ;

№17. ;

№18. ;  

№19. ;

№20. ;

№21. ;

№22. ;

№23. ;

№24. ;

№25. ;

№26. ;

№27. ;

№28. ;

№29. ;

           №30. ;

  1.  Знайти чисельний розв´язок задачі Коші (варіант взяти із попереднього завдання №1) в середовищі системи MathCad, використовуючи вбудовану функцію Rkfixed.
  2.  Ввести в текстову область  текст “Завдання2. Розв’язування задачі Коші
  3.  Знайти чисельний розв´язок задачі Коші в середовищі системи MathCad, використо-вуючи обчислювальний блок Given/Odesolve. Побудувати графік функції .

Варіанти завдань:

                                            

№1.  ,         ;

№2.    

№3.    

№4.   

№5.  

№6.  

№7.  

№8.  

№9.  

№10.  

№11.  

№12.  

№13.  

№14.  

№15.  

№16.

№17.  

№18.  

№19.  

№20.  

№21.  

№22.  

№23.  

№24.  

№25.  

№26.  

№27.  

№28.  

№29.  

№30.  

  1.  Знайти чисельний розв´язок задачі Коші (варіант взяти із попереднього завдання №2) в середовищі системи MathCad, використовуючи вбудовану функцію Rkfixed.

 9. Зберегти результати роботи у робочу папку з імям Labrb5.mcd


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

53142. Гімнастика до занять у початкових класах 56.5 KB
  Гімнастика до занять вирішує головним чином виховні та оздоровчі завдання. Щодня виконувані фізичні вправи надають сприятливий вплив на організм сприяють формуванню правильної постави виховують звичку до регулярних занять фізичними вправами. Колективне виконання вправ під час гімнастики до занять дисциплінує організовує і згуртовує учнів.
53143. Вплив розвитку дрібної моторики на формування мовлення дітей дошкільного віку 39.21 KB
  В роботі з дітьми а особливо з тими що вже мають порушення мовлення велику увагу необхідно приділяти розвитку функції дрібних мязів рук. Рухи рук тісно повязані з мовленням вони є одним з факторів його формування. Звязок рухів руки з мовленням був відмічений ще в 1928 році. Пізніше на основі спеціально проведених дослідів було висунуто думку про те що рухи пальців рук стимулюють розвиток центральної нервової системи і прискорюють розвиток мовлення дитини.
53144. Сценарий внеклассного мероприятия «Путешествие на планету «Гимназия» 50 KB
  Ученик: Мы на планете нашей Всех соберём друзей. Ученик: Педагоги в ней прекрасны Каждый чем то да хорош. Для нас потом в науку Откроются пути Прославим мы гимназию И он и я и ты Ученик: Гимназии нашей Пусть парус плывёт Ведь алым зовётся по праву. Может бать откроешь что то Неизвестное пока Но добьёшься ты чего то Это уж наверняка Многопрофильность даёт нам Сразу право выбирать Может даже президентом Гимназисты смогут стать Ученик: Нам в гимназии славно живется Многопрофильной стала она.
53145. Сценарій проведення виховного заходу з учнями 5 класу “Посвята в гімназисти” 41 KB
  Місце проведення: актова зала гімназії Обладнання: державні символи атрибути навчального закладу емблема 5Б класу мультимедійний проектор музичний центр.1: У гімназії Словянській Всі ми діти всі єдині Вчителі як ті батьки Нас навчають залюбки.1: Сьогодні у 5Б Словянської гімназії свято. А чи знаєте ви що гімназії завжди були в історії культури України символом освіченості чистоти та гідності.
53146. Интегрированный урок по русскому языку, природоведению, внеклассному чтению в 4 классе на тему: «Главного глазами не увидишь….» 59 KB
  Цель: Расширить представление учащихся о частях речи, о роли прилагательных в поэтической речи, совершенствование навыков быстрого выразительного чтения. Развитие воображения, наблюдательности, памяти, образного мышления, речи, умения слушать учителя, самостоятельно работать в группах, точно высказывать свою мысль, делать анализ прочитанного. Воспитывать чувство дружбы, отзывчивости.
53148. Глобальні проблеми людства 38 KB
  Річ у тім що паралельно з ним виникає і загострюється ряд проблем які безпосередньо зачіпають інтереси усього людства. Проблеми ці отримали назву глобальних тобто таких що охоплюють не якусь одну країну або групу країн а планету в цілому. Виникла навіть самостійна галузь знань глобалістика яка вивчає найзагальніші планетарні проблеми сучасного і майбутнього розвитку людської цивілізації.
53150. Веселі гномики 38.5 KB
  Тема: Веселі гномики Автор: Шевченко Марина Михайлівна вихователь ДНЗ №23 Дзвіночок м. Вихователь: Гномикиви дуже гарний настрій подарували нашим гостям. Гномики вас ліс вітає Снігуроньку відшукаєм Вихователь: Ось ми і прийшли на лісову галявину. вихователь індивідуально активізує кожну дитинузапитує про колір Молодціпогляньте яка красива в нас ялинка Давайте поплескаємо в долоні Ялинка запалюється вогниками Вихователь: Йдемо далі.