一、用matlab解矩阵方程
1、加减法的命令很简单,直接用加或者减号就可以了。如:c=a+bd=a-b。
2、一般乘法:c=a*b,要求a的列数等于b的行数。如果a,b是一般的向量,如a=[1,2,3] b=[3,4,5]点积:dot(a,b),叉积:cross(a,b)卷积:conv(a,b)。
3、x=a\b如果ax=b,则x=a\b是矩阵方程的解。x=b/a如果xa=b,则x=b/a是矩阵方程的解。
4、转置时,矩阵的第一行变成第一列,第二行变成第二列,。。。x=a。
5、求逆:要求矩阵为方阵。这在矩阵运算中很常用。x=inv(a)。这几种方式都可以解矩阵方程。
二、matlab求方程的解
材料/工具
MATLAB R2017b
解一元方程
1
解一元方程:首先打开MATLAB R2017b(如下图)
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在“command Window”下直接输入需要解决的方程的公式如:x=solve('x^2+2*x+1=0','x'),该公式是用于求方程“x^2+2*x+1=0”的解(如下图)
3
接着点击回车键后即可查看该方程的解(如下图)
END
解二元方程
1
解二元一次方程:同样在“command window”下直接输入需要求解方程的公式,因为二元方程有两个未知变量,所以解二元方程的公式如下例:[x,y]=solve('5*x+8*y=10','3*x+14*y=12','x','y')(如下图)
2
方程之间还需要用“逗号”隔开(如下图)
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点击回车键即可查看方程的解(如下图)
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解二元多次方程:方法与求解二元一次一样,都是输入需要求解方程的公式,但是获取方程的解时,有所不同,如求解方程x^2+y^2=1,x+y=1,输入公式[x,y]=solve('x^2+y^2=1','x+y=1','x','y')(如下图)
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点击回车键查看方程的解,这种非线性方程的解,一般有多个,上面公式的解也可以表示一个圆心在原点,半径为1的圆,与直线“x+y=1”的交点(如下图)
END
解多元方程
1
解多元方程:求多元方程的解,方法与求解其他方程类似,只需要添加相应的变量值就行,比如求解一个三元方程:x+y+z=10,x+y-2z=5,3x-y+z=2的解,同样在“command Window”界面下输入公式:[x,y,z]=solve('x+y+z=10','x+y-2*z=5','3*x-y+z=2','x','y','z')(如下图)
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然后点击回车键即可查看方程的解(如下图)
三、如何利用matlab求微分方程通解
第一种方法:利用dsolve函数求微分方程的符号解(通解):对于一些不是很难,要求出通解的微分方程,用dsolve函数求解。
1、打开Matlab软件-->点击新建脚本菜单,新建一个脚本文件用于编写微分方程求解程序。
2、输入微分方程求解程序-->点击保存-->点击运行。
3、在matlab的命令窗口即可看到求解结果,是一个关于参数a,b的表达式
第二种方法:利用Matlab中的solver函数(包括ode45、ode23、ode15s等)来求解微分方程的数值解,这种方法是最常用的方法,对于dsolve函数难以求解的方程就可以利用这种方法求解方程的数值解。
1、打开Matlab-->新建一个脚本文件用于编写求解程序。
2、在脚本文件中输入求解程序-->点击保存-->点击运行。
3、这里需要先编写一个函数文件用于表示方程-->点击保存-->编写求解程序-->点击保存-->点击运行。
4、在figure页面就可以看到所求解的微分方程的图形。
四、如何用matlab解方程组
matlab中解方程组还是很方便的,例如,对于代数方程组Ax=b(A为系数矩阵,非奇异)的求解,MATLAB中有两种方法:
(1)x=inv(A)*b—采用求逆运算解方程组;
(2)x=A\B—采用左除运算解方程组
PS:使用左除的运算效率要比求逆矩阵的效率高很多~
例:
x1+2x2=8
2x1+3x2=13
>>A=[1,2;2,3];b=[8;13];
>>x=inv(A)*b
x=
2.00
3.00
>>x=A\B
x=
2.00
3.00;
即二元一次方程组的解x1和x2分别是2和3。
对于同学问到的用matlab解多次的方程组,有符号解法,方法是:先解出符号解,然后用vpa(F,n)求出n位有效数字的数值解.具体步骤如下:
第一步:定义变量syms x y z;
第二步:求解[x,y,z,]=solve('eqn1','eqn2',,'eqnN','var1','var2','varN');
第三步:求出n位有效数字的数值解x=vpa(x,n);y=vpa(y,n);z=vpa(z,n);。
如:解二(多)元二(高)次方程组:
x^2+3*y+1=0
y^2+4*x+1=0
解法如下:
>>syms x y;
>>[x,y]=solve('x^2+3*y+1=0','y^2+4*x+1=0');
>>x=vpa(x,4);
>>y=vpa(y,4);
结果是:
x=
1.635+3.029*i
1.635-3.029*i
-.283
-2.987
y=
1.834-3.301*i
1.834+3.301*i
-.3600
-3.307。
二元二次方程组,共4个实数根;
解答如下:
基本方法是:solve(s1,s2,…,sn,v1,v2,…,vn),即求表达式s1,s2,…,sn组成的方程组,求解变量分别v1,v2,…,vn。
具体例子如下:
x^2+ x*y+ y= 3
x^2- 4*x+ 3= 0
解法:
>> [x,y]= solve('x^2+ x*y+ y= 3','x^2- 4*x+ 3= 0')
运行结果为
x=
1 3
y=
1-3/2
即x等于1和3;y等于1和-1.5
或
>>[x,y]= solve('x^2+ x*y+ y= 3','x^2- 4*x+ 3= 0','x','y')
x=
1 3
y=
1-3/2
结果一样,二元二方程都是4个实根。
通过这三个例子可以看出,用matlab解各类方程组都是可以的,方法也有多种,只是用到解方程组的函数,注意正确书写参数就可以了,非常方便。
2、变参数非线性方程组的求解
对于求解非线性方程组一般用fsolve命令就可以了,但是对于方程组中某一系数是变化的,该怎么求呢?
%定义方程组如下,其中k为变量
function F= myfun(x,k)
H=0.32;
Pc0=0.23;W=0.18;
F=[Pc0+H*(1+1.5*(x(1)/W-1)-0.5*(x(1)/W-1)^3)-x(2);
x(1)-k*sqrt(x(2))];
%求解过程
H=0.32;
Pc0=0.23;W=0.18;
x0= [2*W; Pc0+2*H];%取初值
options= optimset('Display','off');
k=0:0.01:1;%变量取值范围[0 1]
for i=1:1:length(k)
kk=k(i);
x= fsolve(@(x) myfun(x,kk), x0, options);%求解非线性方程组
x1(i)=x(1);
x2(i)=x(2);
end
plot(k,x1,'-b',k,x2,'-r');
xlabel('k')
legend('x1','x2')
用Matlab求解方程_matlab解方程和matlab求方程的解的问题分享结束啦,以上的文章解决了您的问题吗?欢迎您下次再来哦!