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del2

离散拉普拉斯算子

语法

L = del2(U)
L = del2(U,h)
L = del2(U,h1,…,hN)

描述

例子

l= del2 (U的离散近似拉普拉斯微分算子应用于U使用默认的间距,H = 1,在所有点之间。

例子

l= del2 (Uh指定一个统一的标量间距,h,在各维度的点之间U

例子

l= del2 (Uh1,…,接下来的指定间距,h1,…,接下来的的各对应维数点之间U.对于每个维度,将间距指定为标量或坐标向量。间距输入的数量必须等于中的维数U

例子

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从位置数据矢量计算一个物体的加速度。

创建一个位置数据向量。

P = [1 3 6 10 16 18 29];

求物体的加速度,用del2计算的二阶数值导数p.使用默认间距H = 1数据点之间。

L = 4*del2(p)
L =1×71 1 1 2 -4 9 22

的每个值l是这一点瞬时加速度的近似值。

计算一个余弦向量的离散的1-D拉普拉斯量。

定义函数的域。

X = linspace(-2*pi,2*pi);

这将在范围内产生100个均匀间隔的点

在这个域中创建一个余弦值向量。

U = cos(x);

计算的拉普拉斯式U使用del2.使用域向量x来定义中每个点的一维坐标U

L = 4*del2(U,x);

解析地说,这个函数的拉普拉斯式等于

画出结果。

情节(x, U, x, L)传说(“U (x)”L (x)的“位置”“最佳”

的图形U而且l与拉普拉斯算子的分析结果一致。

计算并绘制多元函数的离散拉普拉斯函数。

定义函数的x和y域。

[x,y] = meshgrid(-5:0.25:5,-5:0.25:5);

定义函数在这个域上。

U = 1/3.*(x.^4+y.^4);

用计算该函数的拉普拉斯式del2.点之间的间距U在所有方向上都相等,所以你可以指定一个单独的间隔输入,h

H = 0.25;L = 4*del2(U,h);

解析地说,这个函数的拉普拉斯式等于

画出离散拉普拉斯量,l

数字冲浪(x,y,L)网格标题($\ U(x,y) = 4x^2+4y^2$“翻译”“乳胶”)包含(“x”) ylabel (“y”) zlabel (“z”)视图(35岁,14)

的图形l与拉普拉斯算子的分析结果一致。

计算自然对数函数的离散拉普拉斯函数。

在实数网格上定义函数的x和y域。

[x,y] = meshgrid(-5:5,-5:0.5:5);

定义函数在这个域上。

U = 0.5*log(x.^2.*y);

对数是复值的,当参数y是负的。

使用del2来计算这个函数的离散拉普拉斯量。指定每个方向上网格点之间的间距。

Hx = 1;Hy = 0.5;L = 4*del2(U,hx,hy);

解析地说,拉普拉斯式等于.这个函数没有在行上定义

的实部U而且l在同一张图上。

数字冲浪(x,y,实(L))保持冲浪(x, y,实际(U)网格标题(Plot of U(x,y) and $\Delta$ U(x,y)“翻译”“乳胶”)包含(“x”) ylabel (“y”) zlabel (“z”58)视图(41)

上面的曲面是U底面是l

输入参数

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输入数组,指定为矢量、矩阵或多维数组。

数据类型:|
复数支持:万博1manbetx是的

所有维度的间距,指定为1(默认值),或标量。

数据类型:|
复数支持:万博1manbetx是的

每个维度的间距,用标量或向量表示。间隔输入的数量必须等于中维度的数量U.每个间距输入定义了对应维数的点之间的间距U

  • 使用标量指定统一的间距。

  • 使用向量指定非均匀间距。坐标向量给出了每个点的位置,并且必须具有与的相应维度相同的元素数量U(坐标和点的一对一匹配)。

数据类型:|
复数支持:万博1manbetx是的

输出参数

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离散拉普拉斯近似,以向量、矩阵或多维数组的形式返回。l和输入的大小一样,U

更多关于

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拉普拉斯微分算子

如果一个矩阵U是一个函数U (x, y)然后在一个正方形网格的点上进行计算4 * del2 (U)拉普拉斯微分算子的有限差分近似应用于U

l Δ U 4 1 4 2 U x 2 + 2 U y 2

对于多变量函数,U (x, y, z,……)离散拉普拉斯算子del2 (U)计算每个维度的二阶导数,

l Δ U 2 N 1 2 N 2 U x 2 + 2 U y 2 + 2 U z 2 + ...

在哪里N维数在吗U而且 N 2

算法

如果输入U是一个矩阵,内部点的l都是通过取一个点的差来找到的U以及它四个邻居的平均值:

l j u + 1 j + u 1 j + u j + 1 + u j 1 4 u j

然后,del2的边缘上的值l通过从内部线性外推第二个差值。将此公式推广到多维U

扩展功能

C/ c++代码生成
使用MATLAB®Coder™生成C和c++代码。

另请参阅

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R2006a之前介绍

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