• ベストアンサー

オイラー法

①dx(t)/dt=1-x²(t),Δt=1/10,x(0)=0であるときx(0.3)の値をオイラー法とエクセルを用いてグラフにせよ オイラー法を使いエクセルで上記の微分方程式を解きたいのですがエクセルの使い方がわからず悩んでいます 教えてください、お願いします

noname#258697
noname#258697

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • f272
  • ベストアンサー率46% (8003/17108)
回答No.1

A列にt、B列にx、C列にdx/dtを入力する。 A1=0, B1=0, C1=1-B1^2 A2=A1+0.1, B2=B1+(A2-A1)*C1, C2=1-B2^2 以下4行目までコピーすればB4にオイラー法によるx(0.3)が求まる。 x'=1-x^2からは dx/(1-x^2)=dt (1/2)(1/(1+x)+1/(1-x))dx=dt (1/2)(ln(1+x)-ln(1-x))=t ln((1+x)/(1-x))=2t (1+x)/(1-x)=exp(2t) 1+x=exp(2t)(1-x) (exp(2t)+1)x=exp(2t)-1 x=(exp(2t)-1)/(exp(2t)+1) となってxがtの関数で求まるので、比較するとよい。

noname#258697
質問者

お礼

分からなかったのでとても助かりました‼ 親切にありがとうございます‼

関連するQ&A

  • オイラー法 エクセルで計算

    dx(t)/dt=1-2{x(t)}^2  (x(0)=0、0≦t≦5、h=0.1) 上記の微分方程式をオイラー法を使いエクセルで解きたいのですが、自分のやり方で正しい答えが出ているのかわかりません。 添削をお願いします。 A1セルに0.0から5.0まで0.1刻みの数値を入れる。 B1セルに0を入れ、B2セルに 『=A1+(1-2*B3^2)*0.1』 を入れ下にドラッグ。 これで正しい数値が求められるでしょうか? 数学もエクセルも苦手なので困っています。 解答よろしくお願いします。

  • オイラー法 Excel

    dx(t)/dt=f(t,x(t)),Δt=1/2,x(0)=0であるとき、x(4)の値をオイラー法を用いてExcelで示せ。ただしf(t,x(t))={0.8t(x(t)<1),-0.6t(x(t)≧1)である こちらの問題をExcelで解ける方、教えてください!!どうかお願いします!!

  • 変数分離法

    dx/dt = ax. dx/dt = ax/t. dx/dt = x - x^2 上記の微分方程式を変数分離法というもので解くとどうなるのですか? そしてこの変数分離法という解法をつかうと何がわかったり便利なのでしょうか。

  • オイラー・ラグランジュの方程式

    解析力学を独習しています。 まず、オイラー・ラグランジュの方程式がありますが、 L=(1/2)m(dx/dt)^2-V(x) で、 1.dx.dt と xを独立のものとみなして、って本当に大丈夫なんでしょうか? 2.そもそも、なぜオイラー・ラグランジュの方程式なんて思いついたのでしょうか?

  • オイラー法の誤差

    「オイラー法の誤差を最小にするtの刻み幅」とは、どうやって求めるのでしょうか?丸め誤差の求め方も知らず、どうしたらいいかわかりません。 与えられている式は dx/dt=-2t^3+12t^2-20t+8.5 です。

  • オイラー法、ルンゲクッタ法について。

    オイラー法、ルンゲクッタ法について。 この2つについて分からない事があるので質問します。 まず、オイラーについてですが、yi+1=yi+hf(x,y)という式がテイラー展開によって求まると言われましたが、テイラー展開の2次以降の項は微少量として無視できるのは分かります。でもそもそもテイラー展開ってひとつ先の値を今の値から求まるみたいな展開でしたっけ??というのが一つ目の質問です。 2つ目は、オイラーの式の中のf(x,y)についてです。簡単なバネ・マス・ダンパ系を考えた時、運動方程式はm・d2x/dt2+c・dx/dt+kx=0となると思いますが、この場合のf(x,y)はどうやって求めるのでしょうか。 3つ目はルンゲクッタそもそもについてです。 ルンゲクッタとはK1K2K3K4という係数(?)に1221という重みをかけるとyi+1が求まるそうですが、この理由がどんなサイトや本を見ても納得出来ません。 何か分かりやすい本やサイトがあれば教えて頂けないでしょうか。 以上3つの質問、回答よろしくお願いします。

  • 減衰振動のグラフが書けない…

    微分方程式の基礎問題で、    10(dx^2/dt^2)+10(dx/dt)+10x=0 をx(t)について解き、グラフに示せという問題で足が止まりました。  この解は   x(t)= e^(-0.5)*(3cos3.12t+0.48sin3.12t)   (特性方程式 D < 0 で減衰振動)  となり、ここまでは解くできましたが、これについて関数電卓で具体的な値を求めると x(0)= 3 x(1)= 1.83 x(2)= 1.12 x(3)= 0.68 x(4)= 0.41 x(5)= 0.25 … というようになり、負の値が出ず減衰振動のグラフが書けません。  ちなみに回答例のグラフでは     t=0,2,4,… で極大に   t=1,3,5,… で極小になっています。    それぞれの値の絶対値を取ると、上記のxの値となるのですが… どこがどう違うのさっぱり分かりません… お分かりの方がいらっしゃったらどうか教えてください。

  • オイラー法、2次ルンゲクッタ法、4次ルンゲクッタ法のC言語プログラムに

    オイラー法、2次ルンゲクッタ法、4次ルンゲクッタ法のC言語プログラムについて教えてください! 課題なのですが、まったくわからず困ってます>< 1 常微分方程式 dy/dx=f(x,y),y(0)=1 の数値解をオイラー法を用いて計算するプログラムを作為せよ。ただし、f(x,y)=3-6x^2-4x+2xyとする。 2 α=1,β=1,γ=1/2,σ=1/2 の場合の2次ルンゲクッタ法を考える。1と同じ常微分方程式(f(x,y)も同じ)を考え、その数値解を求めるプログラムを作成せよ。また、オイラー法と2次ルンゲクッタ法の実行結果を示して、2つの近似精度を比較せよ。 3 1と同じ常微分方程式(f(x,y)も同じ)を考え、その数値解を4次ルンゲクッタ法を使って求めるプログラムを作成せよ。また、オイラー法、2次ルンゲクッタ法、4次ルンゲクッタ法の実行結果を示して、3つの近似精度を比較せよ。 以上の3つです。 休んでいた自分が悪いのですが、ネットで調べてもよくわからなくて… わかる方、よろしくおねがいします…

  • 微分方程式・・・。

    問題はdt/dx=x^2 , x(0)=a この微分方程式の解x(t)が任意の時刻t>0までに存在するまでの初期値aの満たすべき条件を求めよ。 という問題です。オイラー法を使ってやるのかなってとこぐらいまでしかわかりません・・。dx/dt=f(t,x)とx(to)=xo から先に進みません。 アドバイスいただけませんか。

  • 微分方程式をオイラー法でときたい

    高階常微分方程式 y” =f(x、y) y(0)=yo y’(0)=y’o この式と初期値でオイラー法を使って解きたいのですが... オイラー法を二回使えばよい、一階の連立方程式に なおせばよい。という意味がいまいちつかめません。 教えていただけると助かります。お願いします。