用切比雪夫方法求解物理超越方程

David Marqués Villarroya
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摘要

本工作为物理教师提供了一种优化的方法来求解超越方程,这些方程不能用代数方法求解,并且经常出现在物理和工程高等教育课程中。该方法基于切比雪夫多项式插值,在计算时间、易用性和准确性方面进行了优化。该方法已应用于物理中出现超越方程的特定问题,如实际弹簧的压缩;二极管的方程;schrodinger方程在势阱中的解;以及同轴电缆切割波数的计算。该方法与文献中的其他方法进行了比较,以验证其正确的操作和改进。还提供了实现该方法的MATLAB源代码和特定示例。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
Resolución de ecuaciones trascendentes de la física mediante el método de Chebyshev
En este trabajo se proporciona a los docentes de física un método optimizado para resolver ecuaciones trascendentes que no pueden resolverse de manera algebraica y aparecen muy a menudo en cursos de enseñanza superior de física e ingeniería. El método se basa en una interpolación con polinomios de Chebyshev y está optimizado en tiempo computacional, facilidad de uso y precisión. El método se ha aplicado en problemas particulares de la física donde aparecen ecuaciones trascendentes como la compresión de un resorte real; la ecuación de un diodo; la solución de la ecuación de Schrödinger en un pozo de potencial; y el cálculo de números de onda de corte de un cable coaxial. Se compara el método con otros de la bibliografía para comprobar su correcto funcionamiento y las mejoras que presenta. También se proporcionan los códigos fuente de MATLAB para implementar el método y los ejemplos particulares.
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