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matlab中solve函数多解问题

(2013-05-10 22:16:40)
分类: 学习笔记
matlab里solve如何使用,是否有别的函数可以代替它.
matlab里我解y=9/17*exp(-1/2*t)*17^(1/2)*sin(1/2*17^(1/2)*t)=0这样的方程为什么只得到0这一个解,如何可以的到1/2*17^(1/2)*t=n*(pi)这样一族解??
 
在matlab里面solve命令主要是用来求解代数方程(即多项式)的解,但是也不是说其它方程一个也不能解,不过求解非代数方程的能力相当有限,通常只能给出很特殊的实数解。(该问题给出的方程就是典型的超越方程,非代数方程)

从计算机的编程实现角度讲,如今的任何算法都无法准确的给出任意非代数方程的所有解,但是我们有很多成熟的算法来实现求解在某点附近的解。matlab也不例外,它也只能给出任意非代数方程在某点附近的解,函数有两个:fzero和fsolve,具体用法请用help或doc命令查询吧。如果还是不行,你还可以将问题转化为非线性最优化问题,求解非线性最优化问题的最优解,可以用的命令有:fminbnd, fminsearch,fmincon等等。
 


*非线性方程数值求解
*单变量非线性方程求解
   在MATLAB中提供了一个fzero函数,可以用来求单变量非线性方程的根。该函数的调用格式为:
   z=fzero('fname',x0,tol,trace)
其中fname是待求根的函数文件名,x0为搜索的起点。一个函数可能有多个根,但fzero函数只给出离x0最近的那个根。tol控制结果的相对精度,缺省时取tol=eps,trace指定迭代信息是否在运算中显示,为1时显示,为0时不显示,缺省时取trace=0。

   例 求f(x)=x-10x+2=0在x0=0.5附近的根。
   步骤如下:
(1) 建立函数文件funx.m。
   function fx=funx(x)
   fx=x-10.^x+2;
   (2) 调用fzero函数求根。
   z=fzero('funx',0.5)
   z =
      0.3758

 

**非线性方程组的求解
   对于非线性方程组F(X)=0,用fsolve函数求其数值解。fsolve函数的调用格式为:
   X=fsolve('fun',X0,option)
其中X为返回的解,fun是用于定义需求解的非线性方程组的函数文件名,X0是求根过程的初值,option为最优化工具箱的选项设定。最优化工具箱提供了20多个选项,用户可以使用optimset命令将它们显示出来。如果想改变其中某个选项,则可以调用optimset()函数来完成。例如,Display选项决定函数调用时中间结果的显示方式,其中‘off’为不显示,‘iter’表示每步都显示,‘final’只显示最终结果。optimset(‘Display’,‘off’)将设定Display选项为‘off’。

   例  求下列非线性方程组在(0.5,0.5) 附近的数值解。
   (1) 建立函数文件myfun.m。
function q=myfun(p)
x=p(1);
y=p(2);
q(1)=x-0.6*sin(x)-0.3*cos(y);
q(2)=y-0.6*cos(x)+0.3*sin(y);
   (2) 在给定的初值x0=0.5,y0=0.5下,调用fsolve函数求方程的根。
x=fsolve('myfun',[0.5,0.5]',optimset('Display','off'))
x =
   0.6354
   0.3734

将求得的解代回原方程,可以检验结果是否正确,命令如下:
q=myfun(x)
q =
     1.0e-009 *
   0.2375   0.2957
   可见得到了较高精度的结果。

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