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

34372. Динамика произв. затрат при развитии технол. процесса 55 KB
  Прошлого овеществленного труда Тп включающего в себя все затраты труда связанные с получением исходного для данной технологии продукта а также затраты на орудия труда используемые в анализируемом технологическом процессе; 2. Живого труда Тж включающего все затраты человеческого труда предусмотренные в анализируемом технологическом процессе на выпуск готовой продукции. Общие удельные затраты на единицу продукции представляющие собой сумму прошлого и живого труда Тс = Тп Тж min являются наиболее обобщенными технологическими...
34373. Структура технологического процесса 50 KB
  Структура технологического процесса. Любой технологический процесс можно рассматривать как систему более мелких технологических процессов или как часть более сложного техн. В структуре сложного техн. процесса можно выделить всегда элементарный техн.
34374. Основные варианты развития технологических процессов и их характеристика 23 KB
  элементов приводит к росту производительности живого труда за счет высвобождения человека и сокр. труда за счет увеличения доли прошлого труда что соотв. такое развитие процессов при котором увеличение производительности совокупного труда происходит при увеличении затрат прошлого труда за счет механизации и автоматизации вспом. за счет уменьшения как живого так и прошлого труда на единицу продукции.
34375. Закон рационалистического развития технологических процессов 24.5 KB
  развития технологического процесса происходит прямая замена живого труда прошлым. При этом каждое последующее увеличение производительности труда требует все больших затрат прошлого труда на единицу прироста производительности совокупного труда. Достигнутый уровень затрат прошлого труда это техн. Годовые затраты прошлого труда сумма годовых амортизационных отчислений от стоимости оборудования и всех остальных годовых затрат за исключением затрат на предмет труда обозначим через Фт руб год.
34377. Определения уровня технологического процесса 19.5 KB
  Уровень технологии это показатель эффективности переноса прошлого труда на технологический процесс. Уровень технологии определяется произведением производительности прошлого и живого труда. Понятие уровень технологии важная характеристика любого технологического процесса. Для расчета уровня технологии необходимо иметь зависимости Тж от Тп.
34378. Платёжный баланс, его роль, содержание и прогнозирование 60.5 KB
  Процентные ставки на международных рынках являются важным фактором определяющим чистые процентные поступления на текущий счет а вместе с процентными ставками на внутреннем рынке они заметно влияют на объем и направление потоков капитала. При прогнозировании важно учитывать сочетание прогнозного результата по текущему счету с допустимыми значениями притока капитала для покрытия дефицита. При прогнозировании финансового счета необходимо различать три основные категории: прямые инвестиции перемещения средне и долгосрочного капитала и...
34379. Прогнозирование валютного курса 38 KB
  Если большое количество стран конкурирует в экспортировании товаров и услуг тогда величина экспорта будет очень чувствительна даже к небольшим изменениям обменного курса. Это не изменит курса обмена. Процесс формирования валютного курса можно подразделить на два этапа: определение валютного курса который отражает реальную стоимость национальной валюты по аналогии с себестоимостью товара формирование рыночного валютного курса который отражает цену национальной валюты образующиеся на основе реального валютного курса под воздействием...
34380. Прогнозирование развития рынка ценных бумаг 57 KB
  Cpitl mrket это составная часть финансового рынка на котором осуществляются операции куплипродажи ценных бумаг. Финансовый рынок состоит из: Денежный рынок который в свою очередь состоит из: учётный рынокдоля денежного рынка где осуществляется перераспределение краткосрочных денежных средств между кредитными институтами путем куплипродажи векселей и ценных бумаг. Основа рынка учетные и переучетные операции банков межбанковскийсегмент рынка ссудных капиталов где временно свободные денежные ресурсы кредитных учреждений...