2019年5月13日 星期一

C語言 例題5-6 四階 Runge-Kutta 解 ODE y'= -y + t^2 + 1 , 0<=t<=1 , y(0)=1 , 真實解 W(t)= -2e^(-t) + t ^2 - 2t + 3

C語言 例題5-6  四階 Runge-Kutta 解 ODE y'= -y + t^2 + 1 , 0<=t<=1 , y(0)=1 , 真實解 W(t)= -2e^(-t) + t ^2 - 2t + 3


//Code for RUNGE-KUTTA 4th ORDER METHOD in C Programming
// dy/dx = -y +x^2 +1  , 0<= x <=1 , y(0)=1

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>

double rk4(double(*f)(double, double), double dx, double x, double y)
{
double k1 = dx * f(x, y),
k2 = dx * f(x + dx / 2, y + k1 / 2),
k3 = dx * f(x + dx / 2, y + k2 / 2),
k4 = dx * f(x + dx, y + k3);
return y + (k1 + 2 * k2 + 2 * k3 + k4) / 6;
}

double rate(double x, double y)
{
return (-y+ (x*x) +1);
}


int main(void)
{
double *y, x, y2;
double x0 = 0, x1 = 1, dx = .001;
int i, n = 1 + (x1 - x0)/dx;
y = (double *)malloc(sizeof(double) * n);

for (y[0] = 1, i = 1; i < n; i++)
y[i] = rk4(rate, dx, x0 + dx * (i - 1), y[i-1]);

printf("   x\t     y\t     real.        err.\n------------------------------------------\n");
for (i = 0; i < n; i++)
{
x = x0 + dx * i;
y2 = -2*exp(-x) + pow(x, 2) -2*x +3;
if (i%100==0)
    printf("%0.2lf\t%0.7lf\t%0.7lf\t%0.7lf\n", x, y[i], y2, (y[i]/y2 - 1));
}

return 0;
}


輸出畫面
   x      y      real.        err.
------------------------------------------
0.00 1.0000000 1.0000000 0.0000000
0.10 1.0003252 1.0003252 0.0000000
0.20 1.0025385 1.0025385 0.0000000
0.30 1.0083636 1.0083636 0.0000000
0.40 1.0193599 1.0193599 0.0000000
0.50 1.0369387 1.0369387 0.0000000
0.60 1.0623767 1.0623767 0.0000000
0.70 1.0968294 1.0968294 0.0000000
0.80 1.1413421 1.1413421 0.0000000
0.90 1.1968607 1.1968607 0.0000000
1.00 1.2642411 1.2642411 0.0000000

沒有留言:

張貼留言

2026 作業3 RFID+ Telegram 練習

 2026 作業3  RFID+ Telegram  練習 (Wokwi 與 Telegram 二者溝通訊息反映比較慢 ) 歡迎 Alex 使用 RFID 控制系統 /on : 開啟 LED /off : 關閉 LED /flash : 閃爍模式 /timer : 開啟 5 秒 ...