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微分方程可解类型研究论文

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微分方程可解类型研究论文

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微分方程在力学中的应用是非常广泛的。但是你的问题问得太不着边际了,很难回答。微分方程分为常微分方程和偏微分方程。一般来说,后者应用更为广泛。常系数常微分方程通常用来解一些最简单、最基本的动力学问题,例如速度、加速度、弹簧受力分析等等。例如:F=m*d(ds/dt)/dt就是牛顿第二定律。这些方程一般都可以解出。最常见的非常系数常微分方程有贝赛尔方程、薛定鄂方程以及非线性薛定鄂方程等,这些方程一般应用在边界条件为圆柱或圆球形状的波的振动描述上。偏微分方程是分析波动、二维受力分析等常见的方程了。如果你要写论文,可以考虑以下两方面的应用:1 牛顿定律分析2 波动分析

1500字太夸张了,给你一下提示吧! 1、运用微分方程或微分方程组,可以描述经济系统的动态运行规律。2、运用微分方程,可以分析经济系统的均衡与稳定性。3、在微分方程中加入控制变量,将经济学问题转化为最优控制问题,可以分析经济系统的最优控制策略。目前比较常用的微分方程在经济学中的应用有:(1)最早的哈罗德-多马经济增长模型、索罗模型等均属于微分方程(或转化为差分方程)模型。(2)后来的经济增长的世代交替模型等也是运用的微分方程。(3)技术扩散的巴斯模型,以及分析竞争洛克塔-瓦塔利亚模型也是微分方程模型。(4)亚瑟的路径依赖与锁定模型是随机微分方程。(5)布莱克-斯科尔斯期权定价模型,源于随机微分方程和变分法。(6)各种进化博弈模型中的复制动态方程是微分方程。

随机微分方程数值解在泄洪风险分析中的应用摘要: 根据泄洪过程中库水位过程的随机微分方程,利用数值解方法,模拟了随机干扰下的库水位及其波动状况.采用相应公式计算了洪水漫越坝顶事件的概率以及库水位过程在不同时刻的样本均值.并通过比较在同样强度的随机干扰下库水位的高低状况,确定出各种泄洪方案的优劣,从而对防洪工作具有重要的指导意义.关键词: 随机微分方程;数值解;欧拉法;泄洪风险1 引 言收稿日期:2005-06-27基金项目:国家自然科学基金(60474037);教育部新世纪优秀人才支持计划(NCET-04-415) 对于洪水,风暴潮等自然灾害事件,风险分析是一种极为有效的工具[1].由于洪水过程具有很多种不确定性因素,随机性便很自然地被引入到防洪过程的分析.近年来,这方面的很多研究工作都认为洪水过程是一随机点过程[2—4];Sen以一阶马尔科夫过程为工具对具有线性相关结构的水文系列风险进行计算[5].特别地,随机微分方程被引入防洪风险分析,由此建立了水库调洪演算的随机数学模型[6,7].由于随机微分方程本身的复杂性,除了一些线性的或者特殊结构的方程以外,可求出显示解的随机微分方程很少[8,9].本文中讨论的随机微分方程不具有上述性质,因此无法求出显示解.姜树海根据其解过程的一阶概率密度函数满足Fokker-Plank向前方程,而这一方程又是一偏微分方程,从而利用偏微分方程的有限差分法求出其数值解[6],但这种方法不能求得概率特征,于是JC计算方法被用于近似地算出洪水漫越坝顶的概率[7].不难看出,这种方法由于采用多次转化,误差比较大.本文利用随机微分方程数值解方法,结合实际例子,分析总结了库水位在布朗运动干扰下的随机波动状况;直接求出了洪水漫坝的风险概率和库水位过程在不同时刻的数学期望.并且还对不同的方案进行分析比较,以确定哪种方案的效果更好,从而可对防洪决策过程提供一定的依据.2 调洪过程的随机微分方程调洪过程中入库洪水和出库泄量是随机过程,其库容水位满足随机微分方程[6]:dH(t) =Q-(t) -q-(H,c)G(H)dt+dB(t)G(H)H(t0) =H0(1)H(t)为库水位过程;H0为初始库水位,它是一个随机变量;Q(t)为任意时刻入库洪水量;q(h,c)为相应时刻的泄洪流量;Q-,q-分别为来流和泄洪的均值过程线;c为流量系数等水利参数.G(H) =dW(H)dH,W(H)是水库的库容量,B(t)是一均值为零的Wiener过程,dB(t)/dt是一正态白噪声,B(t)的一维概率密度函数f(B)为:f(B) =12πt·σexp -B22σ2t.由上式可以看出,E[B(t)] = 0,D[B(t)] =σ2t.洪水漫越坝顶的泄洪风险率定义为Pf=Pf[H Z],其中,Z为相应的坝高.3 计算方法由于随机微分方程很少可求出显示解,故其数值解方法得到广泛的研究和应用.相对于常微分方程数值法而言,随机微分方程数值解方法引入了随机增量,它将所考虑的时间区间做有限划分,一步一步地在节点处生成样本轨道的逼近值,其数值解方法主要有:Eu-ler法、Milstein法、Runge-Kutta法等.这里采用Euler法. 随机微分方程解的欧拉逼近法考虑一般随机微分方程:dXt=a(t,Xt)dt+b(t,Xt)dWt(2)其中,t0 t T,初始条件是Xt0=X0.我们对时间区间[t0,T]进行离散化:t0=τ0<τ1<…<τn<…<τN=T. 采用Euler逼近法[8],构造一连续过程Y= {Y(t),t0 t T}满足以下迭代格式:Yn+1=Yn+a(τn,Yn)(τn+1-τn) +b(τn,Yn)(Wτn+1-Wτn)其中,n= 0,1,2,…,N- 1,Y0=X0.将通过逐步迭代得出的有限个离散的随机变量作为原随机微分方程在相应时间节点的近似解.显然,如果扩散项系数为零,则原随机微分方程退化为一般的常微分方程,于是随机微分方程的Euler法就退化为常微分方程的Euler法.就数值方法而言,一般讨论其强收敛性.定义1[8] 对于一个最大步长为δ的离散逼近序列Yδ,它在时刻T强收敛于一个Ito∧过 你好,我有相关论文资料(博士硕士论文、期刊论文等)可以对你提供相关帮助,需要的话请加我,7 6 1 3 9 9 4 5 7(扣扣),谢谢。

一阶微分方程解的研究论文

本文对于一阶非线性偏微分方程模型,研究了方程中系数,边界条件和初始条件中参数的估计方法,使用最小二乘法准则,藉助变分学推导出一些必要条件.【作者单位】: 【关键词】: 偏微分方程—参数估计 【正文快照】:引古口 现代科学和技术的发展,已经有可能为所研究客观系统建立变量间的数学模型。现代测量技术也有可能测量出世界上许多物理或化学量.基于这些可用信息,怎样从一般模型中找出适合于特定要求的一个,这就是要推测模型方程的未知部分,例如方程中的参数,边界条件或初始条件

这个论文呀,是发挥你的长处的时候了,加油啊

随机微分方程数值解在泄洪风险分析中的应用摘要: 根据泄洪过程中库水位过程的随机微分方程,利用数值解方法,模拟了随机干扰下的库水位及其波动状况.采用相应公式计算了洪水漫越坝顶事件的概率以及库水位过程在不同时刻的样本均值.并通过比较在同样强度的随机干扰下库水位的高低状况,确定出各种泄洪方案的优劣,从而对防洪工作具有重要的指导意义.关键词: 随机微分方程;数值解;欧拉法;泄洪风险1 引 言收稿日期:2005-06-27基金项目:国家自然科学基金(60474037);教育部新世纪优秀人才支持计划(NCET-04-415) 对于洪水,风暴潮等自然灾害事件,风险分析是一种极为有效的工具[1].由于洪水过程具有很多种不确定性因素,随机性便很自然地被引入到防洪过程的分析.近年来,这方面的很多研究工作都认为洪水过程是一随机点过程[2—4];Sen以一阶马尔科夫过程为工具对具有线性相关结构的水文系列风险进行计算[5].特别地,随机微分方程被引入防洪风险分析,由此建立了水库调洪演算的随机数学模型[6,7].由于随机微分方程本身的复杂性,除了一些线性的或者特殊结构的方程以外,可求出显示解的随机微分方程很少[8,9].本文中讨论的随机微分方程不具有上述性质,因此无法求出显示解.姜树海根据其解过程的一阶概率密度函数满足Fokker-Plank向前方程,而这一方程又是一偏微分方程,从而利用偏微分方程的有限差分法求出其数值解[6],但这种方法不能求得概率特征,于是JC计算方法被用于近似地算出洪水漫越坝顶的概率[7].不难看出,这种方法由于采用多次转化,误差比较大.本文利用随机微分方程数值解方法,结合实际例子,分析总结了库水位在布朗运动干扰下的随机波动状况;直接求出了洪水漫坝的风险概率和库水位过程在不同时刻的数学期望.并且还对不同的方案进行分析比较,以确定哪种方案的效果更好,从而可对防洪决策过程提供一定的依据.2 调洪过程的随机微分方程调洪过程中入库洪水和出库泄量是随机过程,其库容水位满足随机微分方程[6]:dH(t) =Q-(t) -q-(H,c)G(H)dt+dB(t)G(H)H(t0) =H0(1)H(t)为库水位过程;H0为初始库水位,它是一个随机变量;Q(t)为任意时刻入库洪水量;q(h,c)为相应时刻的泄洪流量;Q-,q-分别为来流和泄洪的均值过程线;c为流量系数等水利参数.G(H) =dW(H)dH,W(H)是水库的库容量,B(t)是一均值为零的Wiener过程,dB(t)/dt是一正态白噪声,B(t)的一维概率密度函数f(B)为:f(B) =12πt·σexp -B22σ2t.由上式可以看出,E[B(t)] = 0,D[B(t)] =σ2t.洪水漫越坝顶的泄洪风险率定义为Pf=Pf[H Z],其中,Z为相应的坝高.3 计算方法由于随机微分方程很少可求出显示解,故其数值解方法得到广泛的研究和应用.相对于常微分方程数值法而言,随机微分方程数值解方法引入了随机增量,它将所考虑的时间区间做有限划分,一步一步地在节点处生成样本轨道的逼近值,其数值解方法主要有:Eu-ler法、Milstein法、Runge-Kutta法等.这里采用Euler法. 随机微分方程解的欧拉逼近法考虑一般随机微分方程:dXt=a(t,Xt)dt+b(t,Xt)dWt(2)其中,t0 t T,初始条件是Xt0=X0.我们对时间区间[t0,T]进行离散化:t0=τ0<τ1<…<τn<…<τN=T. 采用Euler逼近法[8],构造一连续过程Y= {Y(t),t0 t T}满足以下迭代格式:Yn+1=Yn+a(τn,Yn)(τn+1-τn) +b(τn,Yn)(Wτn+1-Wτn)其中,n= 0,1,2,…,N- 1,Y0=X0.将通过逐步迭代得出的有限个离散的随机变量作为原随机微分方程在相应时间节点的近似解.显然,如果扩散项系数为零,则原随机微分方程退化为一般的常微分方程,于是随机微分方程的Euler法就退化为常微分方程的Euler法.就数值方法而言,一般讨论其强收敛性.定义1[8] 对于一个最大步长为δ的离散逼近序列Yδ,它在时刻T强收敛于一个Ito∧过 你好,我有相关论文资料(博士硕士论文、期刊论文等)可以对你提供相关帮助,需要的话请加我,7 6 1 3 9 9 4 5 7(扣扣),谢谢。

一阶微分方程的解法研究论文

问题能否具体点?

天文科普,拉格朗日点,你知道是什么吗

约瑟夫·拉格朗日(Joseph-Louis Lagrange,1736~1813)全名为约瑟夫·路易斯·拉格朗日,法国著名数学家、物理学家。他在数学、力学和天文学三个学科领域中都有历史性的贡献,其中尤以数学方面的成就最为突出。

主要贡献如下:

随机微分方程数值解在泄洪风险分析中的应用摘要: 根据泄洪过程中库水位过程的随机微分方程,利用数值解方法,模拟了随机干扰下的库水位及其波动状况.采用相应公式计算了洪水漫越坝顶事件的概率以及库水位过程在不同时刻的样本均值.并通过比较在同样强度的随机干扰下库水位的高低状况,确定出各种泄洪方案的优劣,从而对防洪工作具有重要的指导意义.关键词: 随机微分方程;数值解;欧拉法;泄洪风险1 引 言收稿日期:2005-06-27基金项目:国家自然科学基金(60474037);教育部新世纪优秀人才支持计划(NCET-04-415) 对于洪水,风暴潮等自然灾害事件,风险分析是一种极为有效的工具[1].由于洪水过程具有很多种不确定性因素,随机性便很自然地被引入到防洪过程的分析.近年来,这方面的很多研究工作都认为洪水过程是一随机点过程[2—4];Sen以一阶马尔科夫过程为工具对具有线性相关结构的水文系列风险进行计算[5].特别地,随机微分方程被引入防洪风险分析,由此建立了水库调洪演算的随机数学模型[6,7].由于随机微分方程本身的复杂性,除了一些线性的或者特殊结构的方程以外,可求出显示解的随机微分方程很少[8,9].本文中讨论的随机微分方程不具有上述性质,因此无法求出显示解.姜树海根据其解过程的一阶概率密度函数满足Fokker-Plank向前方程,而这一方程又是一偏微分方程,从而利用偏微分方程的有限差分法求出其数值解[6],但这种方法不能求得概率特征,于是JC计算方法被用于近似地算出洪水漫越坝顶的概率[7].不难看出,这种方法由于采用多次转化,误差比较大.本文利用随机微分方程数值解方法,结合实际例子,分析总结了库水位在布朗运动干扰下的随机波动状况;直接求出了洪水漫坝的风险概率和库水位过程在不同时刻的数学期望.并且还对不同的方案进行分析比较,以确定哪种方案的效果更好,从而可对防洪决策过程提供一定的依据.2 调洪过程的随机微分方程调洪过程中入库洪水和出库泄量是随机过程,其库容水位满足随机微分方程[6]:dH(t) =Q-(t) -q-(H,c)G(H)dt+dB(t)G(H)H(t0) =H0(1)H(t)为库水位过程;H0为初始库水位,它是一个随机变量;Q(t)为任意时刻入库洪水量;q(h,c)为相应时刻的泄洪流量;Q-,q-分别为来流和泄洪的均值过程线;c为流量系数等水利参数.G(H) =dW(H)dH,W(H)是水库的库容量,B(t)是一均值为零的Wiener过程,dB(t)/dt是一正态白噪声,B(t)的一维概率密度函数f(B)为:f(B) =12πt·σexp -B22σ2t.由上式可以看出,E[B(t)] = 0,D[B(t)] =σ2t.洪水漫越坝顶的泄洪风险率定义为Pf=Pf[H Z],其中,Z为相应的坝高.3 计算方法由于随机微分方程很少可求出显示解,故其数值解方法得到广泛的研究和应用.相对于常微分方程数值法而言,随机微分方程数值解方法引入了随机增量,它将所考虑的时间区间做有限划分,一步一步地在节点处生成样本轨道的逼近值,其数值解方法主要有:Eu-ler法、Milstein法、Runge-Kutta法等.这里采用Euler法. 随机微分方程解的欧拉逼近法考虑一般随机微分方程:dXt=a(t,Xt)dt+b(t,Xt)dWt(2)其中,t0 t T,初始条件是Xt0=X0.我们对时间区间[t0,T]进行离散化:t0=τ0<τ1<…<τn<…<τN=T. 采用Euler逼近法[8],构造一连续过程Y= {Y(t),t0 t T}满足以下迭代格式:Yn+1=Yn+a(τn,Yn)(τn+1-τn) +b(τn,Yn)(Wτn+1-Wτn)其中,n= 0,1,2,…,N- 1,Y0=X0.将通过逐步迭代得出的有限个离散的随机变量作为原随机微分方程在相应时间节点的近似解.显然,如果扩散项系数为零,则原随机微分方程退化为一般的常微分方程,于是随机微分方程的Euler法就退化为常微分方程的Euler法.就数值方法而言,一般讨论其强收敛性.定义1[8] 对于一个最大步长为δ的离散逼近序列Yδ,它在时刻T强收敛于一个Ito∧过 你好,我有相关论文资料(博士硕士论文、期刊论文等)可以对你提供相关帮助,需要的话请加我,7 6 1 3 9 9 4 5 7(扣扣),谢谢。

椭圆型微分方程研究现状论文

科普中国·科学百科:偏微分方程

随着分析学对函数引入微分运算,表示未知函数的导数以及自变量之间的关系的方程进入数学家的视野,这就是微分方程。微分方程的形成与发展与力学、天文学、物理学等科学技术的发展密切相关。因为在现实的世界中,物质的运动及其变化规律在数学上是用函数关系来描述的,这意味着问题的解决就是要去寻求满足某些条件的函数,而这类问题就转换为微分方程的求解问题。微分方程为科学发现提供了有力工具,如:

解微分问题的基本思想类似于解代数方程,要把问题中已知函数和未知函数之间的关系找出来,进而得到包含未知函数的一个或几个方程,然后使用分析的方法去求得未知函数的表达式。

微分方程的发展历程:

如果微分方程中出现的未知函数只含一个自变量,那么该类微分方程就是常微分方程。常微分方程的通解构成一个函数族,主要研究方程或方程组的分类及解法、解的存在性和唯一性、奇解、定性理论等等内容。

常微分方程的发展经历了几个阶段:

现在,常微分方程在自动控制、各种电子学装置的设计、弹道的计算、飞机和导弹飞行的稳定性的研究、化学反应过程稳定性的研究等学科领域内有着重要的应用。

如果一个微分方程中出现多元未知函数的偏导数,那么这就是偏微分方程。偏微分方程作为一门学科产生于18世纪对振动弦问题的研究。在科学技术飞速发展过程中,更多的问题无法用只含一个自变量的函数来描述,多个变量的函数来描述才更合适。

到19世纪,偏微分方程得到迅速发展,数学物理问题的研究也随之繁荣起来,许多数学家都对数学物理问题的解决做出了贡献。尤其是法国数学家傅立叶,他在自己关于热传导的论文《热的解析理论》中提出了一种偏微分方程,三维空间的热方程。

偏微分方程是什么样的?它包括哪些内容? 偏方程有多种类型,一般包括椭圆型偏微分方程、抛物型偏微分方程、双曲型偏微分方程 。

作为同一类现象的共同规律表示式,偏微分方程的解一般有无穷多个,而具体物理问题的解决,必须依据附加条件从中选取所需要的解。就物理现象来说,各具体问题的特殊性就在于研究对象所处的初始条件和边界条件。

初始条件和边界条件叫做定解条件。偏微分方程本身表达的是同一类物理现象的共性,是作为解决问题的依据;定解条件却反映出具体问题的个性,反映了问题的具体情况;那么方程和定解条件合二为一,就叫定解问题。

求偏微分方程的定解问题可以先求其通解,然后用定解条件找出函数。但一般在实际中来说,通解是不容易求出的,用定解条件确定函数则是更难。偏微分方程的定解常用解法:

偏微分方程的很多定解问题是不能严格解出的,退而求其次,采用近似方法求出满足实际需要的近似解。常用的方法有变分法和有限差分法:变分法是把定解问题转化成变分问题,再求变分问题的近似解;有限差分法是把定解问题转化成代数方程,然后用计算机进行计算。

随着物理科学所研究的广度和深度的扩展,偏微分方程的应用范围也更广泛。而从数学的角度看,偏微分方程的求解促使函数论、变分法、级数展开、常微分方程、代数、微分几何等各方面的发展。从这个角度说,偏微分方程变成了数学的中心。

我有关于这方面的很多书籍,包括国内外的

椭圆型偏微分方程如下:

椭圆型偏微分方程,简称椭圆型方程,一类重要的偏微分方程。早在1900年D.希尔伯特提的著名的23个问题中,就有三个问题是关于椭圆型方程与变分法的。八十多年来,椭圆型方程的研究获得了丰硕的成果。椭圆型方程在流体力学、弹性力学、电磁学、几何学和变分法中都有应用。拉普拉斯方程是椭圆型方程最典型的特例。

partial differential equation of elliptic type 椭圆型变微分方程

其典型代表是拉普拉斯方程与泊松方程(称Δu为拉普拉斯算子)

Δu=-4πρ(x,y,z)(2)

拉普拉斯方程的二次连续可微解称为调和函数,方程(1)有形如的特解,其中S是一个曲面,μ为定义在S上的连续函数,(3)所定出的函数在S之外处满足(1),非齐次方程(即泊松方程)(2)有重要特解,它是以ρ为密度的体位势

当ρ在Ω内连续可微时,由(4)所确定的函数u在Ω内满足(2),在Ω外满足(1)。应用格林公式得,这说明:调和函数在区域内任何点的值,可由这函数在区域界面上的值以及法线微商来表示。

在单位球上的狄利克雷问题,对球面坐标为(ρ,θ,j)的点有其中(θ0,j0)是积分的变元,是球面坐标。cosυ是方向(θ,j)和(θ0,j0)交角的余弦。椭圆型方程的理论已相当完整。

毕业论文微分方程求解方法

微分方程的解通常是一个函数表达式y=f(x),(含一个或多个待定常数,由初始条件确定)。

例如:dy/dx=sin x,其解为: y=-cos x+C,其中C是待定常数;

如果知道y=f(π)=2,则可推出C=1,而可知 y=-\cos x+1。

一阶线性常微分方程

对于一阶线性常微分方程,常用的方法是常数变易法:

对于方程:y'+p(x)y+q(x)=0,可知其通解:

然后将这个通解代回到原式中,即可求出C(x)的值。

扩展资料:

以下是常微分方程的一些例子,其中u为未知的函数,自变量为x,c及ω均为常数。

微分方程解法总结如下:

一、g(y)dy=f(x)dx形式:

可分离变量的微分方程,直接分离然后积分。

二、可化为dy/dx=f(y/x)的齐次方程:

换元,分离变量。

三、一阶线性微分方程:

dy/dx+P(x)y=Q(x)。

先求其对应的一阶齐次方程,然后用常数变易法带换u(x)。

得到通解y=e^-∫P(x)dx{∫Q(x)[e^∫P(x)dx]dx+C}。

四、伯努利方程dy/dx+P(x)y=Q(x)y^n:

两边同除y^n引进z=y^(n-1)配为线形一阶非齐次方程。

然后代如通解,最后代入z=y^(n-1)。

五、全微分方程P(x,y)dx+Q(x,y)dy=0:

有解的充要条件为ap/ay=aQ/ax。

此时通解为u(x,y)=∫(xo,x)P(x,y)dx+∫(yo,y)Q(x,y)dy=C。

有的方程可通过乘积分因子得到全微分方程的形式。

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