数学建模习题8.4

`import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from scipy.integrate import solve_ivp

定义微分方程系统

def system(t, state):
x, y = state
dxdt = -x - y
dydt = x - y**3
return [dxdt, dydt]

定义时间跨度和初始条件

t_span = (0, 30)
y0 = [1, 0.5]

解微分方程

sol = solve_ivp(system, t_span, y0, t_eval=np.linspace(t_span[0], t_span[1], 1000))

提取解

x = sol.y[0]
y = sol.y[1]
t = sol.t

绘制 x(t) 和 y(t) 的图像

plt.figure(figsize=(12, 6))
plt.subplot(1, 2, 1)
plt.plot(t, x, label='x(t)')
plt.xlabel('t')
plt.ylabel('x(t)')
plt.title('x(t) vs t')
plt.legend()
plt.grid(True)

plt.subplot(1, 2, 2)
plt.plot(t, y, label='y(t)')
plt.xlabel('t')
plt.ylabel('y(t)')
plt.title('y(t) vs t')
plt.legend()
plt.grid(True)

绘制相平面图

plt.figure(figsize=(6, 6))
plt.plot(x, y, label='Phase Trajectory')
plt.xlabel('x')
plt.ylabel('y')
plt.title('Phase Plane (x, y)')
plt.legend()
plt.grid(True)
plt.axis('equal')
plt.tight_layout()
plt.show()

print("学号后两位：05")`