예제: 방정식의 비선형 시스템 풀이

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예제: 방정식의 비선형 시스템 풀이

풀이 구간을 사용하여 미지수가 n개인 n차 방정식 시스템을 풀이합니다.

1. 풀이 구간을 삽입하고 추측값, 제약 조건 및 풀이 함수 Find를 정의합니다.

이 식을 복사하려면 클릭

<region id="ID0EIVDKB" 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">Find</id>
              <sequence>
                <id>x</id>
                <id>y</id>
                <id>z</id>
              </sequence>
            </apply>
          </define>
        </math>
      </region>
    </regions>
  </solveblock>
</region>

2. vec를 계산합니다.

행렬 형식의 방정식 풀이

고유치 분석 또는 풀이 구간을 사용하여 행렬 방정식을 풀 수 있습니다.

1. 다음과 같은 비선형 방정식을 풀이합니다.

2. eigenvecs 함수를 사용하여 행렬 M의 고유 벡터를 계산합니다.

3. eigenvals를 사용하여 행렬 M의 고유값을 계산하고 diag 함수를 사용하여 행렬 Vals의 대각선에 이러한 값을 배치합니다.

4. Vectorization 및 Transpose 연산자를 사용하여 X를 구합니다.

5. 풀이 구간에서 풀이 함수 Find를 사용하여 X를 구합니다.

이 식을 복사하려면 클릭

<region id="ID0EZCEKB" 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">Find</id>
              <id>Xsb</id>
            </apply>
          </define>
        </math>
      </region>
    </regions>
  </solveblock>
</region>

6. Xsb2 또는 M을 계산합니다.

단위를 사용하여 수량 계산

풀이 구간을 사용하여 단위가 있는 수량을 풀이할 수 있습니다. 이 예제에서는 일정 길이의 직선 파이프를 통해 흐르는 유체의 유속을 계산합니다.

1. 유체의 밀도와 투과율을 정의합니다.

2. 파이프의 직경과 길이를 정의합니다.

3. 파이프 내의 압력과 중력을 정의합니다.

이 식을 복사하려면 클릭

<region id="ID0ENLEKB" 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">Find</id>
              <sequence>
                <id>v</id>
                <id>f</id>
                <id>NRe</id>
              </sequence>
            </apply>
          </define>
        </math>
      </region>
    </regions>
  </solveblock>
</region>

4. v, f 및 NRe에 대한 해를 구합니다.

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