例: 非線形連立方程式の求解

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例: 非線形連立方程式の求解

ソルブブロックを使用して n 個の未知数を持つ n 連立方程式を解きます。

1. ソルブブロックを挿入し、推定値、制約条件、ソルバ関数Findを定義します。

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<region id="ID0ELMUKB" top="192" left="24" width="300" height="238.475485342492" xmlns="http://schemas.mathsoft.com/worksheet50">
  <solveblock>
    <regions>
      <region id="" top="24" left="24" solve-block-category="guess-value">
        <math disable-calc="false">
          <define xmlns="http://schemas.mathsoft.com/math50">
            <id label="Variable">x</id>
            <real>1</real>
          </define>
        </math>
      </region>
      <region id="" top="48" left="24" solve-block-category="guess-value">
        <math disable-calc="false">
          <define xmlns="http://schemas.mathsoft.com/math50">
            <id label="Variable">y</id>
            <real>1</real>
          </define>
        </math>
      </region>
      <region id="" top="72" left="24" solve-block-category="guess-value">
        <math disable-calc="false">
          <define xmlns="http://schemas.mathsoft.com/math50">
            <id label="Variable">z</id>
            <real>0</real>
          </define>
        </math>
      </region>
      <region id="" top="120" left="24" solve-block-category="constraint">
        <math disable-calc="false">
          <apply xmlns="http://schemas.mathsoft.com/math50">
            <equal />
            <apply>
              <plus />
              <apply>
                <mult />
                <real>2</real>
                <id>x</id>
              </apply>
              <id>y</id>
            </apply>
            <apply>
              <minus />
              <real>5</real>
              <apply>
                <mult />
                <real>2</real>
                <apply>
                  <pow />
                  <id>z</id>
                  <real>2</real>
                </apply>
              </apply>
            </apply>
          </apply>
        </math>
      </region>
      <region id="" top="144" left="24" solve-block-category="constraint">
        <math disable-calc="false">
          <apply xmlns="http://schemas.mathsoft.com/math50">
            <equal />
            <apply>
              <plus />
              <apply>
                <pow />
                <id>y</id>
                <real>3</real>
              </apply>
              <apply>
                <mult />
                <real>4</real>
                <id>z</id>
              </apply>
            </apply>
            <real>4</real>
          </apply>
        </math>
      </region>
      <region id="" top="168" left="24" solve-block-category="constraint">
        <math disable-calc="false">
          <apply xmlns="http://schemas.mathsoft.com/math50">
            <equal />
            <apply>
              <plus />
              <apply>
                <mult />
                <id>x</id>
                <id>y</id>
              </apply>
              <id>z</id>
            </apply>
            <apply>
              <pow />
              <id>e</id>
              <id>z</id>
            </apply>
          </apply>
        </math>
      </region>
      <region id="" top="216" left="24" solve-block-category="solver">
        <math disable-calc="false">
          <define xmlns="http://schemas.mathsoft.com/math50">
            <id label="Variable">vec</id>
            <apply>
              <id label="Keyword">検索</id>
              <sequence>
                <id>x</id>
                <id>y</id>
                <id>z</id>
              </sequence>
            </apply>
          </define>
        </math>
      </region>
    </regions>
  </solveblock>
</region>

2. vec を評価します。

行列形式の方程式の求解

固有値解析またはソルブブロックを使用して行列形式の方程式を解くことができます。

1. 次の非線形方程式を解きます。

2. eigenvecs関数を使用して、行列 M の固有ベクトルを計算します。

3. eigenvalsを使用して、行列 M の固有値を計算し、diag関数を使用して、これらの値を行列 Vals の対角に沿って配置します。

4. Vectorization 演算子と Transpose 演算子を使用して、X を求めます。

5. ソルブブロック内のソルバ関数 Find を使用して、X を求めます。

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<region id="ID0E3ZUKB" top="1320" left="24" width="300" height="210.573851031992" xmlns="http://schemas.mathsoft.com/worksheet50">
  <solveblock>
    <regions>
      <region id="" top="24" left="24" solve-block-category="guess-value">
        <math disable-calc="false">
          <define xmlns="http://schemas.mathsoft.com/math50">
            <id label="Variable">Xsb</id>
            <id>M</id>
          </define>
        </math>
      </region>
      <region id="" top="120" left="24" solve-block-category="constraint">
        <math disable-calc="false">
          <apply xmlns="http://schemas.mathsoft.com/math50">
            <equal />
            <apply>
              <pow />
              <id>Xsb</id>
              <real>2</real>
            </apply>
            <id>M</id>
          </apply>
        </math>
      </region>
      <region id="" top="192" left="24" solve-block-category="solver">
        <math disable-calc="false">
          <define xmlns="http://schemas.mathsoft.com/math50">
            <id label="Variable">Xsb</id>
            <apply>
              <id label="Keyword">検索</id>
              <id>Xsb</id>
            </apply>
          </define>
        </math>
      </region>
    </regions>
  </solveblock>
</region>

6. Xsb2 つまり M を評価します。

単位付き数量の求解

ソルブブロックを使用して単位付き数量を解くことができます。この例では、直線状のパイプの中の流れの速度を計算します。

1. 流体の密度と透過率を定義します。

2. パイプの直径と長さを定義します。

3. パイプ内の圧力と重力を定義します。

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<region id="ID0EQCVKB" top="2616" left="24" width="300" height="411" xmlns="http://schemas.mathsoft.com/worksheet50">
  <solveblock>
    <regions>
      <region id="" top="24" left="24" solve-block-category="guess-value">
        <math disable-calc="false">
          <define xmlns="http://schemas.mathsoft.com/math50">
            <id label="Variable">f</id>
            <apply>
              <mult />
              <real>1</real>
              <apply>
                <pow />
                <real>10</real>
                <real>-3</real>
              </apply>
            </apply>
          </define>
        </math>
      </region>
      <region id="" top="72" left="24" solve-block-category="guess-value">
        <math disable-calc="false">
          <define xmlns="http://schemas.mathsoft.com/math50">
            <id label="Variable">v</id>
            <apply>
              <mult />
              <real>10</real>
              <apply>
                <div />
                <id>ft</id>
                <id>s</id>
              </apply>
            </apply>
          </define>
        </math>
      </region>
      <region id="" top="120" left="24" solve-block-category="guess-value">
        <math disable-calc="false">
          <define xmlns="http://schemas.mathsoft.com/math50">
            <id label="Variable">NRe</id>
            <apply>
              <mult />
              <real>1</real>
              <apply>
                <pow />
                <real>10</real>
                <real>4</real>
              </apply>
            </apply>
          </define>
        </math>
      </region>
      <region id="" top="168" left="24" solve-block-category="constraint">
        <math disable-calc="false">
          <apply xmlns="http://schemas.mathsoft.com/math50">
            <equal />
            <id>NRe</id>
            <apply>
              <div />
              <apply>
                <mult />
                <apply>
                  <mult />
                  <id>ρ</id>
                  <id>v</id>
                </apply>
                <id>D</id>
              </apply>
              <id>μ</id>
            </apply>
          </apply>
        </math>
      </region>
      <region id="" top="216" left="24" solve-block-category="constraint">
        <math disable-calc="false">
          <apply xmlns="http://schemas.mathsoft.com/math50">
            <equal />
            <apply>
              <div />
              <id label="Variable">ΔP</id>
              <id>ρ</id>
            </apply>
            <apply>
              <mult />
              <apply>
                <mult />
                <real>4</real>
                <id>f</id>
              </apply>
              <apply>
                <div />
                <apply>
                  <mult />
                  <apply>
                    <pow />
                    <id>v</id>
                    <real>2</real>
                  </apply>
                  <id label="Variable">ΔL</id>
                </apply>
                <apply>
                  <mult />
                  <apply>
                    <mult />
                    <real>2</real>
                    <id>D</id>
                  </apply>
                  <id>gc</id>
                </apply>
              </apply>
            </apply>
          </apply>
        </math>
      </region>
      <region id="" top="264" left="24" solve-block-category="constraint">
        <math disable-calc="false">
          <apply xmlns="http://schemas.mathsoft.com/math50">
            <equal />
            <apply>
              <div />
              <real>1</real>
              <apply>
                <nthRoot />
                <placeholder />
                <apply>
                  <div />
                  <id>f</id>
                  <real>2</real>
                </apply>
              </apply>
            </apply>
            <apply>
              <plus />
              <apply>
                <mult />
                <real>2.5</real>
                <apply>
                  <id>ln</id>
                  <apply>
                    <mult />
                    <id>NRe</id>
                    <apply>
                      <nthRoot />
                      <placeholder />
                      <apply>
                        <div />
                        <id>f</id>
                        <real>8</real>
                      </apply>
                    </apply>
                  </apply>
                </apply>
              </apply>
              <real>1.75</real>
            </apply>
          </apply>
        </math>
      </region>
      <region id="" top="360" left="24" solve-block-category="solver">
        <math disable-calc="false">
          <define xmlns="http://schemas.mathsoft.com/math50">
            <matrix rows="3" cols="1">
              <id label="Variable">vsol</id>
              <id label="Variable">fsol</id>
              <id label="Variable">NRe_sol</id>
            </matrix>
            <apply>
              <id label="Keyword">検索</id>
              <sequence>
                <id>v</id>
                <id>f</id>
                <id>NRe</id>
              </sequence>
            </apply>
          </define>
        </math>
      </region>
    </regions>
  </solveblock>
</region>

4. v、f、NRe の解を求めます。

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