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TA的每日心情 | 开心 2021-8-11 17:59 |
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签到天数: 17 天 [LV.4]偶尔看看III 网络挑战赛参赛者 网络挑战赛参赛者 - 自我介绍
- 本人女,毕业于内蒙古科技大学,担任文职专业,毕业专业英语。
 群组: 2018美赛大象算法课程 群组: 2018美赛护航培训课程 群组: 2019年 数学中国站长建 群组: 2019年数据分析师课程 群组: 2018年大象老师国赛优 |
中国大学生数学建模竞赛备赛(十三)7 G. K# J F0 N
微分方程问题8 i6 Y6 H8 ~: D/ _) I" s
微分方程建模
{$ S3 v- h- ~6 H) F, O9 z1、根据实际要求确定要研究的量。; n7 `% F4 a/ v+ e: e6 c
2、找出这些量所满足的基本规律。4 E# q# n) L: p0 j1 n; Q+ i# x
3、运用这些规律列出方程和定解条件。* \4 D: V/ f; Z: U0 A
常见的列方程方法:
9 d. B6 j* h [/ {9 x. s; ](1)依照规律直接列;(2)微元分析法与任意区域上取积分的方法;(3)模拟分析法。1 Z+ ^. _3 {8 S2 Q
1 n# b( F, V/ m7 }" o, ^& P
2 g, x6 p, ]1 ~) n, b
几类微分方程的应用实例
. A# h! s& }* ?0 u4 x) q1、发射火箭使用三级推进器。(P103-P107)
) y* U+ P0 a a% x# |2、人口模型:(1)Malthus模型;(2)阻滞增长模型(Logistic模型)。(P107-P110) Y' e) j2 {6 [7 R0 `7 Q& J: Y
例题:
3 [$ w" c* @: t
+ \7 |! ~$ k# S) h7 }$ [
, p5 S u: j* q第一种方法:非线性最小二乘估计,也可以称之为微分方程反问题的求解
0 l" n7 {; H$ j& _3 }( u% R0 r
: { ^8 F! m- Y
. {/ H! O& b7 H! ^( v# M2 V% }clc,clear3 V" X( Q3 w' K
a=textread('data4.txt');//把原始的数据保存在纯文本文件data4.txt中
' m: x' Y2 A% h, Q/ I ~) Qx=a([2:2:6], ';//提出需要的人口数据
. [; A k" D9 [1 O- ux=nonzeros(x);//去掉后面的0,变成列向量0 A* N* A+ E$ j( |% {
t=[1790:10:2000]';. Z* ^( Z" M: j2 i, f! ^5 ~: H8 Y
t0=t(1);x0=x(1);
- |; b9 ]( E' M5 F0 Rfun=@(cs,td)cs(1)./(1+(cs(1)/x0-1)*exp(-cs(2)*(td-t0)));//cs(1)=xm,cs(2)=r
9 ?; D5 M1 F( B) M" D, k) \" Ocs=lsqcurvefit(fun,rand(2,1),t(2:end),x(2:end),zeros(2,1));//后向差分
( \ _* r- ]% R! V' l' ^4 Vxhat=fun(cs,[t,2010]);
- i3 ~5 x9 ]$ N8 v# d1( h3 Z f0 {, X6 i2 f
2
6 T1 e4 p4 F' a6 A8 C9 Q9 H3. q7 O, m, Q2 }1 q# F# p
43 F2 f6 }) I: L% {' J- g
5
) L5 M+ _) J' S5 ^0 \. p6
1 e# d' u* g+ V& f3 V7 p7 F3 W6 y$ p X
8! G l! h/ l0 `# h) p% f
99 z; q7 E1 ~. U& i7 s7 B
第二种方法:线性最小二乘法(参考之前写的最小二乘拟合原理)8 U6 S2 v! O7 d* F }% y0 c& a$ E
o+ i5 d1 m4 z* e" n6 s) ?
% C' a; q* m8 u5 ~
" M# T0 `1 ^1 l2 U' i
4 U$ S, `" T0 q: X) i2 D0 V
clc,clear
: e. q2 j3 {0 u- Y3 b& Ja=textread('data4.txt');
' |3 h$ Y3 w$ n$ v6 c2 Y6 p) mx=a([2:2:6], ';x=nonzeros(x);+ @. @/ \3 ]0 _5 Y6 D9 T) }/ V2 v
t=[1790:10:2000]';4 |* Y$ L( D* O2 }$ T$ v, {
a=[ones(21,1),-x(2:end)];
c" u/ h) P1 ~9 }0 \! n6 T4 c- }b=diff(x)./x(2:end)/10;
( ?5 F" ~* A3 d, _cs=a\b;
2 {6 X) V+ H: F2 J5 Y" sr=cs(1);xm=r/cs(2);) T! y" m2 ~& b
1
7 R% |3 \0 ]& f: d2
A) D4 w3 c& Q6 ? T) D/ E36 ^# i1 V3 W% `+ N/ ]( ]8 O
43 [& A( ^" E3 g# @- i
5
# F' {, q8 c; m* U; D. a60 D: |& R3 ~! |6 D/ n& J
7
; b4 i2 p# P5 g& r$ J8 e8
8 V7 _7 Y3 s ^* z. J
& n" D3 R. K2 w& {& X
, o8 B& Y l% ]
! p F5 V! ~2 _$ a, k" ~& U M0 T: f6 v
clc,clear. j5 j. B6 N( w! D* d" T: d
a=textread('data4.txt');) U0 h! d6 n0 R& ~1 O8 O- J
x=a([2:2:6], ';x=nonzeros(x);
4 ]2 H( n$ |/ s3 L) z( m" lt=[1790:10:2000]';
* z. Y& f. j, e; Q- ya=[ones(21,1),-x(1:end-1)];! S- T7 U" [7 A3 T
b=diff(x)./x(1:end-1)/10;
% W* b9 [0 @! [8 x8 ]cs=a\b;& e. A: H5 I* C/ z+ T- i
r=cs(1);xm=r/cs(2);
7 k6 }1 E7 V& N, g% ]- l# A3 o13 j* e7 _' ^0 I5 t9 t" k! W1 N+ T
28 ?, r- s5 m" y1 i
3
& v7 a8 W8 |. o4 q# Q4# Z) T* x' u* g5 h, L4 M
5
& n% o, {/ ]# R6
# M- Q c, l v7 w+ M; C6 @! y7
. a; d4 s& @. s6 }; J0 \83 m% W3 M( g# d& }; Z1 V
参考文献
3 H7 p# t* e) f1 j司守奎,孙玺菁. 数学建模算法与应用. 北京:国防工业出版社,2011.+ e1 m& p" ?' j3 P4 ^$ S
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