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1、实验六非线性方程求解实验目的1.掌握用matlab软件求解非线性方程和方程组的基本用法,并对结果做初步分析.2.练习用非线性方程和方程组建立实际问题的模型并进行求解.实验内容题目3(1)小张夫妇以按揭方式贷款买了1套价值20万元的房子,首付了5万元,每月还款1000元,15年还清。问贷款利率是多少?(2)某人欲贷款50万元购房,他咨询了两家银行,第一家银行开出的条件是每月还4500元,15年还清;第二家银行开出的条件是每年还450000元,20年还清。从利率方面看,哪家银行较优惠(简单地假设年利率=月利率×12)?
2、建立模型:设房价为b,首付款为b0,银行按照月利率(复利)来计算,月利率为r,月付款(月末支付)为a,共需要支付的月数为n。根据经济学中资金的时间价值概念,可以得到:房价在n个月之后的实际价值为:b(1+r)n按揭购房期间交的所有款项在第n个月末的实际价值为:b0(1+r)n+a(1+r)n-1+(1+r)n-2+…+1=b0(1+r)n+a×(1+r)n-1r由于在第n个月末还清了贷款,因此上述两个时间价值相等,则得到下面的关系式,即为解答此问题的方程:b(1+r)n=b0(1+r)n+a×(1+r)n-1r即:
3、(b-b0)(1+r)n-a×(1+r)n-1r=0(1)代入已知条件:b=200000,b0=50000,a=1000,n=180,利用MATLAB解此非线性方程,经过简单的估测之后,给定初始值为r0=0.001,得到结果为:r=0.0020812,即贷款月利率为0.20812%。(2)I.第一家银行相应的已知条件为:b=500000,b0=0,a=4500,n=180,利用MATLAB计算,经过简单的估测之后,给定初始值为r0=0.005,得到结果为:r=0.0058508,即这家银行的贷款月利率为0.5850
4、8%。II.第二家银行由于按照年利率计算,因此方程中相应参数的意义有所改变,故已知条件为:b=500000,b0=0,a=45000,n=20,利用MATLAB计算,经过简单的估测之后,给定初始值也为r0=0.06,得到结果为。r=0.063949,即这家银行的贷款年利率为6.3949%,则月利率为0.53291%实验结果:以月利息为比较条件,第二家银行比较优惠。结果分析:(1)本题第二问里,将第二家银行的年利率近似看作是月利率的12倍,会造成一定的误差,若将计算结果0.53291%代入方程,可以得出每月需交付36
5、97元,这样一年需要交付44364元,比题目中的45000元略小一些,说明计算得到的月利率偏小,但不至于影响最终的判断。问题6:给定4种物质对应的参数ai,bi,ci和交互作用矩阵Q如下:a1=18.607,a2=15.841,a3=20.443,a4=19.293;b1=2643.31,b2=2755.64,b3=4628.96,b4=4117.07;c1=239.73,c2=219.16,c3=252.64,c4=227.44;Q=[1.00.1922.1691.6110.3161.00.4770.5240.3
6、770.3601.00.2960.5240.2822.0651.0]在压强p=760mmHg下,为了形成均相共沸混合物,温度和组分分别是多少?请尽量找出所有的可能解。解:设该混合物由n个可能的组分组成,组分i所占的比例为xi(i=1,…,n),则∑_(i=1)^n▒〖x(i)〗=1,xi>=0-------(1)xi((b(i))/(T+c(i))+ln(∑_(j=1)^n▒〖x(j)〗q(ij))+∑_(j=1)^n▒(x(j)q(ij))/(∑_(k=1)^n▒〖x(k)q(jk)〗)-1-aij+lnP)=0
7、,i=1,…,n.-------(2)qij表示组分i与组分j的交互作用参数,qij构成交互作用矩阵Q程序:functionf=azeofun(XT,n,P,a,b,c,Q)x(n)=1;fori=1:n-1x(i)=XT(i);x(n)=x(n)-x(i);endT=XT(n);p=log(P);fori=1:nd(i)=x*Q(i,1:n)';dd(i)=x(i)/d(i);endfori=1:nf(i)=x(i)*(b(i)/(T+c(i))+log(x*Q(i,1:n)')+dd*Q(1:n,i)-a(i)
8、-1+p);endn=4;P=760;a=[18.607,15.841,20.443,19.293]';b=[2643.31,2755.64,4628.96,4117.07];c=[239.73,219.16,252.64,227.44];Q=[1.00.1922.1691.6110.3161.00.4770.5240.3770.3601.00.2960.5