HP 48gII hp 48gII_user's manual_English_E_HDPMSG48E67_V2.pdf - Page 538

Numerical and graphical solutions to ODEs, Numerical solution of first-order ODE

Page 538 highlights

0 HERMITE, result: 1, 1 HERMITE, result: '2*X', 2 HERMITE, result: '4*X^2-2', 3 HERMITE, result: '8*X^3-12*X', i.e., H0* = 1. i.e., H1* = 2x. i.e., H2* = 4x2-2. i.e., H3* = 8x3-12x. Numerical and graphical solutions to ODEs Differential equations that cannot be solved analytically can be solved numerically or graphically as illustrated below. Numerical solution of first-order ODE Through the use of the numerical solver (,Ï), you can access an input form that lets you solve first-order, linear ordinary differential equations. The use of this feature is presented using the following example. The method used in the solution is a fourth-order Runge-Kutta algorithm preprogrammed in the calculator. Example 1 -- Suppose we want to solve the differential equation, dv/dt = -1.5 v1/2, with v = 4 at t = 0. We are asked to find v for t = 2. First, create the expression defining the derivative and store it into variable EQ. The figure to the left shows the ALG mode command, while the righthand side figure shows the RPN stack before pressing K. Then, enter the NUMERICAL SOLVER environment and select the differential equation solver OK@@@ . Enter the following parameters: Page 16-60

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
  • 11
  • 12
  • 13
  • 14
  • 15
  • 16
  • 17
  • 18
  • 19
  • 20
  • 21
  • 22
  • 23
  • 24
  • 25
  • 26
  • 27
  • 28
  • 29
  • 30
  • 31
  • 32
  • 33
  • 34
  • 35
  • 36
  • 37
  • 38
  • 39
  • 40
  • 41
  • 42
  • 43
  • 44
  • 45
  • 46
  • 47
  • 48
  • 49
  • 50
  • 51
  • 52
  • 53
  • 54
  • 55
  • 56
  • 57
  • 58
  • 59
  • 60
  • 61
  • 62
  • 63
  • 64
  • 65
  • 66
  • 67
  • 68
  • 69
  • 70
  • 71
  • 72
  • 73
  • 74
  • 75
  • 76
  • 77
  • 78
  • 79
  • 80
  • 81
  • 82
  • 83
  • 84
  • 85
  • 86
  • 87
  • 88
  • 89
  • 90
  • 91
  • 92
  • 93
  • 94
  • 95
  • 96
  • 97
  • 98
  • 99
  • 100
  • 101
  • 102
  • 103
  • 104
  • 105
  • 106
  • 107
  • 108
  • 109
  • 110
  • 111
  • 112
  • 113
  • 114
  • 115
  • 116
  • 117
  • 118
  • 119
  • 120
  • 121
  • 122
  • 123
  • 124
  • 125
  • 126
  • 127
  • 128
  • 129
  • 130
  • 131
  • 132
  • 133
  • 134
  • 135
  • 136
  • 137
  • 138
  • 139
  • 140
  • 141
  • 142
  • 143
  • 144
  • 145
  • 146
  • 147
  • 148
  • 149
  • 150
  • 151
  • 152
  • 153
  • 154
  • 155
  • 156
  • 157
  • 158
  • 159
  • 160
  • 161
  • 162
  • 163
  • 164
  • 165
  • 166
  • 167
  • 168
  • 169
  • 170
  • 171
  • 172
  • 173
  • 174
  • 175
  • 176
  • 177
  • 178
  • 179
  • 180
  • 181
  • 182
  • 183
  • 184
  • 185
  • 186
  • 187
  • 188
  • 189
  • 190
  • 191
  • 192
  • 193
  • 194
  • 195
  • 196
  • 197
  • 198
  • 199
  • 200
  • 201
  • 202
  • 203
  • 204
  • 205
  • 206
  • 207
  • 208
  • 209
  • 210
  • 211
  • 212
  • 213
  • 214
  • 215
  • 216
  • 217
  • 218
  • 219
  • 220
  • 221
  • 222
  • 223
  • 224
  • 225
  • 226
  • 227
  • 228
  • 229
  • 230
  • 231
  • 232
  • 233
  • 234
  • 235
  • 236
  • 237
  • 238
  • 239
  • 240
  • 241
  • 242
  • 243
  • 244
  • 245
  • 246
  • 247
  • 248
  • 249
  • 250
  • 251
  • 252
  • 253
  • 254
  • 255
  • 256
  • 257
  • 258
  • 259
  • 260
  • 261
  • 262
  • 263
  • 264
  • 265
  • 266
  • 267
  • 268
  • 269
  • 270
  • 271
  • 272
  • 273
  • 274
  • 275
  • 276
  • 277
  • 278
  • 279
  • 280
  • 281
  • 282
  • 283
  • 284
  • 285
  • 286
  • 287
  • 288
  • 289
  • 290
  • 291
  • 292
  • 293
  • 294
  • 295
  • 296
  • 297
  • 298
  • 299
  • 300
  • 301
  • 302
  • 303
  • 304
  • 305
  • 306
  • 307
  • 308
  • 309
  • 310
  • 311
  • 312
  • 313
  • 314
  • 315
  • 316
  • 317
  • 318
  • 319
  • 320
  • 321
  • 322
  • 323
  • 324
  • 325
  • 326
  • 327
  • 328
  • 329
  • 330
  • 331
  • 332
  • 333
  • 334
  • 335
  • 336
  • 337
  • 338
  • 339
  • 340
  • 341
  • 342
  • 343
  • 344
  • 345
  • 346
  • 347
  • 348
  • 349
  • 350
  • 351
  • 352
  • 353
  • 354
  • 355
  • 356
  • 357
  • 358
  • 359
  • 360
  • 361
  • 362
  • 363
  • 364
  • 365
  • 366
  • 367
  • 368
  • 369
  • 370
  • 371
  • 372
  • 373
  • 374
  • 375
  • 376
  • 377
  • 378
  • 379
  • 380
  • 381
  • 382
  • 383
  • 384
  • 385
  • 386
  • 387
  • 388
  • 389
  • 390
  • 391
  • 392
  • 393
  • 394
  • 395
  • 396
  • 397
  • 398
  • 399
  • 400
  • 401
  • 402
  • 403
  • 404
  • 405
  • 406
  • 407
  • 408
  • 409
  • 410
  • 411
  • 412
  • 413
  • 414
  • 415
  • 416
  • 417
  • 418
  • 419
  • 420
  • 421
  • 422
  • 423
  • 424
  • 425
  • 426
  • 427
  • 428
  • 429
  • 430
  • 431
  • 432
  • 433
  • 434
  • 435
  • 436
  • 437
  • 438
  • 439
  • 440
  • 441
  • 442
  • 443
  • 444
  • 445
  • 446
  • 447
  • 448
  • 449
  • 450
  • 451
  • 452
  • 453
  • 454
  • 455
  • 456
  • 457
  • 458
  • 459
  • 460
  • 461
  • 462
  • 463
  • 464
  • 465
  • 466
  • 467
  • 468
  • 469
  • 470
  • 471
  • 472
  • 473
  • 474
  • 475
  • 476
  • 477
  • 478
  • 479
  • 480
  • 481
  • 482
  • 483
  • 484
  • 485
  • 486
  • 487
  • 488
  • 489
  • 490
  • 491
  • 492
  • 493
  • 494
  • 495
  • 496
  • 497
  • 498
  • 499
  • 500
  • 501
  • 502
  • 503
  • 504
  • 505
  • 506
  • 507
  • 508
  • 509
  • 510
  • 511
  • 512
  • 513
  • 514
  • 515
  • 516
  • 517
  • 518
  • 519
  • 520
  • 521
  • 522
  • 523
  • 524
  • 525
  • 526
  • 527
  • 528
  • 529
  • 530
  • 531
  • 532
  • 533
  • 534
  • 535
  • 536
  • 537
  • 538
  • 539
  • 540
  • 541
  • 542
  • 543
  • 544
  • 545
  • 546
  • 547
  • 548
  • 549
  • 550
  • 551
  • 552
  • 553
  • 554
  • 555
  • 556
  • 557
  • 558
  • 559
  • 560
  • 561
  • 562
  • 563
  • 564
  • 565
  • 566
  • 567
  • 568
  • 569
  • 570
  • 571
  • 572
  • 573
  • 574
  • 575
  • 576
  • 577
  • 578
  • 579
  • 580
  • 581
  • 582
  • 583
  • 584
  • 585
  • 586
  • 587
  • 588
  • 589
  • 590
  • 591
  • 592
  • 593
  • 594
  • 595
  • 596
  • 597
  • 598
  • 599
  • 600
  • 601
  • 602
  • 603
  • 604
  • 605
  • 606
  • 607
  • 608
  • 609
  • 610
  • 611
  • 612
  • 613
  • 614
  • 615
  • 616
  • 617
  • 618
  • 619
  • 620
  • 621
  • 622
  • 623
  • 624
  • 625
  • 626
  • 627
  • 628
  • 629
  • 630
  • 631
  • 632
  • 633
  • 634
  • 635
  • 636
  • 637
  • 638
  • 639
  • 640
  • 641
  • 642
  • 643
  • 644
  • 645
  • 646
  • 647
  • 648
  • 649
  • 650
  • 651
  • 652
  • 653
  • 654
  • 655
  • 656
  • 657
  • 658
  • 659
  • 660
  • 661
  • 662
  • 663
  • 664
  • 665
  • 666
  • 667
  • 668
  • 669
  • 670
  • 671
  • 672
  • 673
  • 674
  • 675
  • 676
  • 677
  • 678
  • 679
  • 680
  • 681
  • 682
  • 683
  • 684
  • 685
  • 686
  • 687
  • 688
  • 689
  • 690
  • 691
  • 692
  • 693
  • 694
  • 695
  • 696
  • 697
  • 698
  • 699
  • 700
  • 701
  • 702
  • 703
  • 704
  • 705
  • 706
  • 707
  • 708
  • 709
  • 710
  • 711
  • 712
  • 713
  • 714
  • 715
  • 716
  • 717
  • 718
  • 719
  • 720
  • 721
  • 722
  • 723
  • 724
  • 725
  • 726
  • 727
  • 728
  • 729
  • 730
  • 731
  • 732
  • 733
  • 734
  • 735
  • 736
  • 737
  • 738
  • 739
  • 740
  • 741
  • 742
  • 743
  • 744
  • 745
  • 746
  • 747
  • 748
  • 749
  • 750
  • 751
  • 752
  • 753
  • 754
  • 755
  • 756
  • 757
  • 758
  • 759
  • 760
  • 761
  • 762
  • 763
  • 764
  • 765
  • 766
  • 767
  • 768
  • 769
  • 770
  • 771
  • 772
  • 773
  • 774
  • 775
  • 776
  • 777
  • 778
  • 779
  • 780
  • 781
  • 782
  • 783
  • 784
  • 785
  • 786
  • 787
  • 788
  • 789
  • 790
  • 791
  • 792
  • 793
  • 794
  • 795
  • 796
  • 797
  • 798
  • 799
  • 800
  • 801
  • 802
  • 803
  • 804
  • 805
  • 806
  • 807
  • 808
  • 809
  • 810
  • 811
  • 812
  • 813
  • 814
  • 815
  • 816
  • 817
  • 818
  • 819
  • 820
  • 821
  • 822
  • 823
  • 824
  • 825
  • 826
  • 827
  • 828
  • 829
  • 830
  • 831
  • 832
  • 833
  • 834
  • 835
  • 836
  • 837
  • 838
  • 839
  • 840
  • 841
  • 842
  • 843
  • 844
  • 845
  • 846
  • 847
  • 848
  • 849
  • 850
  • 851
  • 852
  • 853
  • 854
  • 855
  • 856
  • 857
  • 858
  • 859
  • 860
  • 861
  • 862
  • 863
  • 864

Page 16-60
0 HERMITE, result: 1,
i.e., H
0
*
= 1.
1 HERMITE, result: ’2*X’,
i.e., H
1
*
= 2x.
2 HERMITE, result: ’4*X^2-2’,
i.e., H
2
*
= 4x
2
-2.
3 HERMITE, result: ’8*X^3-12*X’,
i.e., H
3
*
= 8x
3
-12x.
Numerical and graphical solutions to ODEs
Differential equations that cannot be solved analytically can be solved
numerically or graphically as illustrated below.
Numerical solution of first-order ODE
Through the use of the numerical solver (
‚Ï
), you can access an input
form that lets you solve first-order, linear ordinary differential equations.
The
use of this feature is presented using the following example.
The method used
in the solution is a fourth-order Runge-Kutta algorithm preprogrammed in the
calculator.
Example 1
-- Suppose we want to solve the differential equation,
dv/dt = -1.5
v
1/2
, with v = 4 at t = 0.
We are asked to find v for t = 2.
First, create the expression defining the derivative and store it into variable
EQ.
The figure to the left shows the ALG mode command, while the right-
hand side figure shows the RPN stack before pressing
K
.
Then, enter the NUMERICAL SOLVER environment and select the differential
equation solver:
‚Ϙ
@@@OK@@@
.
Enter the following parameters: