用曲线积分解微分方程
5页1用曲线的数值积分解微分方程先看看解微分方程应用题的过程,假设用导弹去打一个船,船在正前方垂直向左航行,航速为 Vm,不拐弯恒速直行,导弹速度 VD恒速去打它,看多长时间打上。列方程与解方程详细过程如下:取 xy 坐标系,目标在(L,0)点以 Vm=常量沿 y 轴正向航行,导弹在(0,0)点以速率 VD=常量追击,假设在每一时刻导弹都指向该时刻的目标位置,且取VDVM,求导弹的飞行轨迹及追击时间。设 t=0 为初始时刻,任意 t 时刻导弹的位置为 x(t),y(t),目标的位置为h(t),如上图所示有:h=(L-x)tg+y (这种死对准目标的追法就是狗追兔子)=(L-x)y +y两边微分得:dh=(L-x)y +y dx=(L-x)y dx 其中 dx 为 dt 所对应的 x 变化量。又 dt 时间内目标前进 dh 等于 VMdt,导弹飞越 ds 弧线等于 VDdt,即有:2dh=VMdt ds=VDdtdh= 与(L-x)y dx 联立即得:dxyVdVmdsVdVm21 =(L-x)y 其中 = 且有 0L 时结束循环,累计的 s,t,x,y,h,就是要求的各个参数,追击航程 s,追击历时 t。BASIC 的编程在此就不必再写了,进而可用 VB 写个可以观看弹道轨迹程序,为能在 windos 环境下观看与演示,还可用 VB 编译成 EXE 格式的可执行文件。有感兴趣的网友可另行讨论。用计算机作的结果可以用公式解做验证,就用追击时间一项就可以了,因此项参数易于代入公式。公式法的解仅作了个没有前置角的狗追兔子的形式。计算机还可按不同的前置角进行模拟,还可加入预置前置角,这是公式法所不能比拟的,但公式法又是必须的验证手段。解题过程用 word 书写下来很不方便,为省事就不在此书写了,留下个照片附后,也是真迹呀。原稿照片附后。听过舒幼生教授讲课的同学,此照片可以留作舒老师的解题手稿吧。345
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