文档介绍:南昌航空大学数学与信息科学学院实验报告
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南昌航空大学
数学与信息科学学院
实 验 报 告
课程名称: 数学模型
实验名称: (5)
将(5)式代入(4)式得
(6)
用MATLAB解此微分方程,可得
(7)
即 (8)
因为都是常数
故(8)式可以简化为
都为待定参数,其中
(二)、参数估计
将血样分成两部分,对于比较大时,
可近似有
两边取对数得
利用MATLAB将数据拟合
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(计算程序见附录一)得出
则
对于其余数据进行以下处理
同理得出
从而得出快速喝入两瓶啤酒,
血液中酒精含量与时间的关系式:
经过小时后再喝入两瓶啤酒,可以进一步改进模型得血液中酒精含量与时间的关系式:
图二
为模拟数据(“o”)与所提供的数据(“+”)的散点对照图。显而易见,两者基本吻合。
模型二(慢速饮酒问题)
(一)、模型建立与求解
慢速饮酒与恒速静脉滴注过程相似,我们假设血液中酒精是比较长时间(两小时内)恒速进入中心室的,其速率为,和初始条件为:
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如图三,可得微分方程
(9)
又因为
求导得
(10)
把(10)代入(9)可得
(11)
即
(12)
可以利用MATLAB解微分方程得
(13)
又因为
(14)
所以
(15)
把(15)代入(13)得
(16)
两小时以后,中心室没有酒精注入
即 (17)
把(17)代入(9)可得
(18)
所以就有
即 (19)
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可以利用MATLAB解微分方程得
(20)
为常数,其值, (21)
把(21)代入(20)可得
(22)
所以慢速饮酒时血液中的酒精含量与时间的关系为
(23)
(二)、参数估计
据我们调查后得到两瓶啤酒的酒精含量为:
所以得
(24)
把(24)代入(23)可得血液中的酒精含量与时间的关系式
(25)
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用MATLAB画出散点图如上
五、实验方法、步骤、及编程
掌握polyfit求解线性最小二乘问题的用法,及lsqcurvefit和lsqnonlin求解非线性最小二乘问题的用法。掌握数据拟合运用matlab来编程。
程序代码:
(1)
x=[,,,1,,,,3,,4,,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16];
y=[30,68,75,82,82,77,68,68,58,51,50,41,38,35,28,25,18,15,12,10,7,7,4];
plot(x,y,'*')
plot(x,y,'*',x,y)
(2)
x=[,,,1,,,,3,,4,,5,6,7,8,9,10,11,12,13,