数学建模 微分方程建模

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介绍

常微分方程√

偏微分方程:热传导方程等物理题

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常微分方程模型:√

  • 人口预测模型
  • 捕食者猎物模型
  • 种群相互竞争模型---两个手机厂商相互竞争下的销售情况预测
  • 种群相互依存模型---人类命运共同体,国家与国家之间的相互依存建模
  • 传染病模型---①预测②措施办法阻止传播(元胞自动机)

传染病模型课程 (基础)

♥新冠实验室研究报告系列(前沿)

解析解

dsolve('(1+x*x)*D2y=2*x*Dy','y(-2)=3,Dy(-2)=4','x')
x = -2:0.01:2;
y = (4*x.*(x.^2 + 3))/15 + 101/15;%使用点乘!
plot(x,y,'b-')%解析解用来画图

数值解

思想

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  • 优先用ode45

  • 解不出来再用ode15s

Q:论文是否要把ode45的龙格库塔方法的原理写出来

A:不用,说明用的是ode45方法就行了

龙格库塔方法的局限性:只能求解一阶微分方程组,如果是高阶的得先转换为一阶的。

#高阶方程示例(状态变量法)
function dy=df3(x,y) 
       dy=zeros(2,1);  % ☆保证它返回的是一个列向量
       dy(1)=y(2);
       dy(2)=(2*x)/(1+x*x)*y(2);
end

(状态变量法将高阶微分方程转换为一阶微分方程)

人口预测模型

tips:将模型假设的条件削弱,则论文有创新

  • r常数--->r随着t是一个递减的函数(阻滞增长模型)
  • 人口封闭--->考虑不同地区的人口的流动
  • 每一个个体具有相同的生育能力和死亡率--->对人进行分类,有不同的生育能力和死亡率,如有钱人、穷人等