寻找数值积分的特定算法

计算科学 算法 时间积分 近似 数值建模
2021-12-15 05:34:33

考虑以下微分方程 其中我有一个构建代码,它为变量吐出函数的值。

p(t)=q(t)t
t(0,)pt

现在,我正在寻找一种方案来分析的这些值以确定有人有什么建议吗?主要问题是,如果我要计算,那么我将只得到一个数字(即图表下方的区域),但我需要知道的实际功能。pqq(t)=p(t)dtq(t)

我在这里交叉发布了这个问题:https ://math.stackexchange.com/questions/1326854/looking-for-a-particular-algorithm-for-numerical-integration#comment2695909_1326854

2个回答

我将回答最简单的情况:

dydt=λy,y(0)=1

注意:您需要一个您在原始问题中未指定的初始条件。

在这个简单的问题如果您使用基本的前向欧拉有限差分,我们会得到:q(t)=y(t)p(t)=λq(t)

yn+1yndt=λyn,y0=1

这给出了递归关系:

yn+1=(1dtλ)yn,y0=1

您现在只需使用特定的 dt 前进,即可在时间 t 获得 y。显然,这个故事还有很多。这里我们使用了最简单的时间步长方案(前向欧拉)。我们还使用了一个非常简单且具体的示例,但希望这可以帮助您入门。基本过程是首先使用离散公式(即正向欧拉)逼近导数,然后从初始条件开始在时间上向前推进。

您的困惑似乎主要在于微积分,而不是数值方法。具体来说,

  • 确保您了解不定积分和定积分之间的区别。
  • 考虑您的问题的初始条件或边界条件。也许您知道给定时间q(t0)=q0t0
  • 再次写出积分公式,明确涉及边界条件。