章绍辉版数学建模第五章作业

发布 2023-05-17 22:18:28 阅读 9100

第五章作业。

第一题:1) 第三种边界条件。

第三种边界条件要求给定三次样条s(x)在区间[x0,xn]的左右端点的一阶导数和。我们参考了例5.1.

4在210页计算出了左右端点的一阶导数,其中= -3.3667、= 2.3333

matlab程序如下:

x=[0,1,3,6,8,9];y=[-3.3667,3,1,2,0,2,4,2.33333];

pp=csape(x,y,'complete')

s=@(t,tj,c)c(1).*t-tj).^3+c(2).*t-tj).^2+c(3).*t-tj)+c(4);

d1s=@(t,tj,c)3.*c(1).*t-tj).^2+2.*c(2).*t-tj)+c(3);

d2s=@(t,tj,c)6.*c(1).*t-tj)+2.*c(2);

d3s=@(t,tj,c)6.*c(1).*ones(size(t));

for k=

c=v1=d1s(u,x(k),c);v2=d2s(u,x(k),c);v3=d3s(u,x(k),c);

plot(u,v,'k',u,v1,'k-.'u,v2,'k--'u,v3,'k:')hold on

endtitle('第三种边界条件及其。

一、二、三阶导函数的图像')

legend('三次样条(第三种边界条件)',样条的一阶导函数','样条的二阶导函数','样条的三阶导函数')

plot([0,1,3,6,8,9],[3,1,2,0,2,4],'ko'),hold off

运行结果为:

pp = form: 'pp'

breaks: [0 1 3 6 8 9]

coefs: [5x4 double]

pieces: 5

order: 4

dim: 1ans =

所绘制的图形如下:

结果说明:计算结果说明该三次样条的分段多项式为:

s(x)=

执行以下命令可以验算该三次样条在区间[0,9]的左端点x=0和右端点x=9的一阶导数分别为-3.3667和2.3333:

在matlab的command window运行:[1.*

运行结果为:ans =

2) 第四种边界条件。

第四种边界条件要求给定三次样条s(x)在区间[x0,xn]的左右端点的二阶导数和。我们分别取左右端点的二阶导数为=-2, =3

matlab程序如下:

x=[0,1,3,6,8,9];y=[-2,3,1,2,0,2,4,3];

pp=csape(x,y,'second')

s=@(t,tj,c)c(1).*t-tj).^3+c(2).*t-tj).^2+c(3).*t-tj)+c(4);

d1s=@(t,tj,c)3.*c(1).*t-tj).^2+2.*c(2).*t-tj)+c(3);

d2s=@(t,tj,c)6.*c(1).*t-tj)+2.*c(2);

d3s=@(t,tj,c)6.*c(1).*ones(size(t));

for k=

c=v1=d1s(u,x(k),c);v2=d2s(u,x(k),c);v3=d3s(u,x(k),c);

plot(u,v,'k',u,v1,'k-.'u,v2,'k--'u,v3,'k:')hold on

endtitle('第四种边界条件及其。

一、二、三阶导函数的图像')

legend('三次样条(第四种边界条件)',样条的一阶导函数','样条的二阶导函数','样条的三阶导函数')

plot([0,1,3,6,8,9],[3,1,2,0,2,4],'ko'),hold off

运行结果为:

pp = form: 'pp'

breaks: [0 1 3 6 8 9]

coefs: [5x4 double]

pieces: 5

order: 4

dim: 1ans =

所绘制的图形为:

结果说明:计算结果说明该三次样条的分段多项式为:

s(x)=

3)第五种边界条件。

matlab程序如下:

x=[0,1,3,6,8,9];y=[3,1,2,0,2,4];

pp=csape(x,y,'not-a-kont')

s=@(t,tj,c)c(1).*t-tj).^3+c(2).*t-tj).^2+c(3).*t-tj)+c(4);

d1s=@(t,tj,c)3.*c(1).*t-tj).^2+2.*c(2).*t-tj)+c(3);

d2s=@(t,tj,c)6.*c(1).*t-tj)+2.*c(2);

d3s=@(t,tj,c)6.*c(1).*ones(size(t));

for k=

c=v1=d1s(u,x(k),c);v2=d2s(u,x(k),c);v3=d3s(u,x(k),c);

plot(u,v,'k',u,v1,'k-.'u,v2,'k--'u,v3,'k:')hold on

endtitle('第五种边界条件及其。

一、二、三阶导函数的图像')

legend('三次样条(第五种边界条件)',样条的一阶导函数','样条的二阶导函数','样条的三阶导函数')

plot([0,1,3,6,8,9],[3,1,2,0,2,4],'ko'),hold off

运行结果为:

pp =form: 'pp'

breaks: [0 1 3 6 8 9]

coefs: [5x4 double]

pieces: 5

order: 4

dim: 1ans =

所绘制的图形为:

结果说明:计算结果说明该三次样条的分段多项式为:

s(x)=

4)第六种边界条件。

matlab程序如下:

x=[0,1,3,6,8,9];y=[3,1,2,0,2,4];

pp=csape(x,y,'periodic')

s=@(t,tj,c)c(1).*t-tj).^3+c(2).*t-tj).^2+c(3).*t-tj)+c(4);

d1s=@(t,tj,c)3.*c(1).*t-tj).^2+2.*c(2).*t-tj)+c(3);

d2s=@(t,tj,c)6.*c(1).*t-tj)+2.*c(2);

d3s=@(t,tj,c)6.*c(1).*ones(size(t));

for k=

c=v1=d1s(u,x(k),c);v2=d2s(u,x(k),c);v3=d3s(u,x(k),c);

plot(u,v,'k',u,v1,'k-.'u,v2,'k--'u,v3,'k:')hold on

endtitle('第六种边界条件及其。

一、二、三阶导函数的图像')

legend('三次样条(第六种边界条件)',样条的一阶导函数','样条的二阶导函数','样条的三阶导函数')

plot([0,1,3,6,8,9],[3,1,2,0,2,4],'ko'),hold off

运行结果为:

pp = form: 'pp'

breaks: [0 1 3 6 8 9]

coefs: [5x4 double]

pieces: 5

order: 4

dim: 1ans =

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