使用matlab進行非線性方程組求解
今天,恰好遇到使用matlab進行了非線性方程組的求解。
情況是,一些無法手動表示,推導的方程組,比如像超越方程這種,可以用matlab進行直接求值,這在一些需要模擬資料的場景比較有用。
環境:matlab2015a
函式:Symbolic Math Toolbox裡面的sym和solve函式。其中sym在第一個紅框中,solve在第二個紅框中。
1.solve
格式:(1)Y = solve(eqns,vars)
(2)[y1,...,yN] = solve(eqns,vars)
先解釋兩個引數吧,
①eqns就是你的方程組,方程組裡面的各個方程是組織為一個數組的。
所以你可以直接使用 [方程1,方程2,。。。。,方程n] 對應於eqns輸入引數。
也可以後面會將到,將eqns宣告為一個數組,然後帶入eqns輸入即可,這樣方便編輯。
②vars就是你想要返回的求得的未知變數,如果你不明確指定,那他就會按照sym的對應。
③返回值,有兩種。Y代表一個結構體,將返回的變數通通放入結構體Y裡面,然後訪問和C語言的結構體一樣,假設Y下面有兩個成員,y1,y2,
你直接Y不會顯示裡面的值,要Y.y1 Y.y2才能顯示。
[y1,y2,...,yN]就是直接對應於vars裡面你直接想要求得的值,如果沒有明確指定vars就按預設對應。
注:(1)vars如果你不明確指定的話,在引數少的時候也容易分清返回自己想要的,但是如果引數過多還是最好明確指定自己想要的引數。
(2)Y和[y1,y2,...,yN]兩種返回賦值方式各有優缺點,Y你訪問裡面的元素的話比較麻煩,
[y1,y2,...,yN]這種情況如果N有幾十個,你這樣輸入很煩,而這個時候全部存入Y中,再用一個for迴圈遍歷就能存入一個向量中了。
(3)然而突然發現,在結構體中的元素並不能使用下標來遍歷,目前還在糾結中。。。
2.sym
先講下這個函式用來幹什麼的,在matlab中,你可以直接用變數,但是你必須要賦值。
比如你想要輸入a=b+c;
你的a和b首先要初始化,即b和c是要有值的。
那麼問題就來了,我求解方程的時候就是不知道未知數才求解,如何賦值呢?
這個時候就需要使用sym宣告符號變量了。它宣告的未知量不用賦值。
格式:A = sym('a',[m,n])
這個的意思就是說,生成一個m,n維的矩陣A,然後它的每一個元素用a來標識。
注意:用a的標識是它標識矩陣內部的元素,你要使用該未知量還是需要按照正常的矩陣元素訪問方法,比如A(1,2)這樣。
3.舉個栗子
求解方程組:3x1+2x2=5
5x1+3x2=8
(1)求解
(2)直接使用 [方程1,方程2] 作為solve的引數
(3)用結構體返回值的形式
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