Como resolver um sistema de equações não lineares no MATLAB

Como Resolver Um Sistema De Equacoes Nao Lineares No Matlab



Equações não lineares são tipos de equações que seguem o gráfico formando curvas e formas não lineares. Resolver tal sistema de equações é um problema comum enfrentado por engenheiros e cientistas. A principal razão por trás da resolução desses tipos de equações é devido à sua complexidade em encontrar a solução exata. Você pode encontrar várias soluções ou, em alguns casos, nenhuma solução existe. O MATLAB nos fornece várias maneiras de resolver o sistema de equações não lineares. Um deles é usar um built-in fsolve() função.

Este guia nos ensinará como calcular a solução do sistema de equações não lineares no MATLAB usando o fsolve() função.

Como resolver o sistema de equações não lineares no MATLAB?

O fsolve() é uma função interna do MATLAB usada para resolver um sistema de equações não lineares com múltiplas variáveis. Se o número de equações for igual ao número de incógnitas, a solução de um sistema de equações não lineares será numérico; caso contrário, a solução será simbólica em termos da variável desejada. Cada variável no sistema de equações não lineares pode ter uma ou várias soluções com base em sua ordem.







Sintaxe

O fsolve() função segue uma sintaxe simples para resolver um sistema de equações não lineares em MATLAB.





x = fsolve ( divertido,x0 )
x = fsolve ( diversão,x0,opções )

Aqui:



A função x = fresolve(diversão, x0) resolve o sistema de equações não lineares partindo do ponto x0 .











A função x = fresolve(diversão, x0, opções) resolve o sistema não linear de equações usando métodos de otimização especificados nas opções.

Observação: As opções por padrão usam o Newton Rapson método para calcular soluções de sistemas de equações não lineares. Você pode especificar outros métodos, como região confiável, Levenberg-Marquardt , e outros.



Exemplos

Siga os exemplos dados para aprender como resolver um sistema de equações não lineares usando o fsolve() função no MATLAB.

Exemplo 1: Resolvendo 2 Equações Não Lineares no MATLAB

O exemplo fornecido primeiro cria uma função definida pelo usuário do MATLAB chamada sistema_não-linear contendo o sistema de duas equações não lineares.

função F = sistema_não-linear ( x )
F ( 1 ) = exp ( quadrado ( ( x ( 1 ) +x ( 2 ) ) ) ) - x ( 2 ) * ( 1 + quadrado ( x ( 1 ) ) ) ;
F ( 2 ) = x ( 1 ) * sem ( x ( 2 ) ) + x ( 2 ) * porque ( x ( 1 ) ) - 0,1 ;

Agora chamamos a função em outro arquivo de script para resolver o sistema definido de equações não lineares usando o fsolve(diversão, x0) função partindo do ponto x0 = (0, 0).

diversão = @nonlinear_system;
x0 = [ 0 , 0 ] ;
x = fsolve ( divertido,x0 )

Exemplo 2: Resolução de equações não lineares a partir do ponto [-5,5]

Agora considere o sistema de equações definido no arquivo de função definido pelo usuário nonlinear_system.m e chame a função para resolver esse sistema de equações não lineares a partir do ponto x0 = [-5, 5] usando o fsolve() função.

diversão = @nonlinear_system;
x0 = [ - 5 , 5 ] ;
x = fsolve ( divertido,x0 )

Para mais detalhes, leia isto guia .

Conclusão

Resolver um sistema de equações não lineares é o problema mais comum em matemática e engenharia. MATLAB nos fornece um built-in fsolve() função que nos permite resolver um sistema de equações não lineares. Este guia abordou os fundamentos da solução de sistemas de equações não lineares que ajudarão os iniciantes a entender o funcionamento de fsolve() função no MATLAB.