Section05_差分方程
引入
- 差分方程是微分方程的一种延展形式,是自变量离散化后的结果
dxdy⟶(x+1)−xyx+1−yx=yx+1−yx
- 差分定义 Δyx=yx+1−yx
- 二阶差分 Δ(Δyx)=Δ2yx=(yx+2−yx+1)−(yx+1−yx)=yx+2−2yx+1+yx
差分方程
n 阶差分方程
F(x,yx,yx+1,⋯,yx+n)=0
一阶差分方程
齐次 yx+1+ayx=0
- 解法 递推法
yx+1=(−a)yx=(−a)2yx−1=⋯=(−a)x+1y0y0=f(0)yx=(−a)xy0k=C(−a)x
非齐次 yx+1+ayx=f(x)
- f(x)=b 递推法
y1=−ay0+by2=−ay1+b=(−a)2y0−ab+by3=−ay2+b=(−a)3y0+a2b−ab+b⋮yx=(−a)xy0+bi=0∑x−1(−a)i
- a=−1
- 特解 yx=y0+bx
- 通解 yx=C+y0+bx=C+bx
- a=−1
- 特解 yx=(−a)xy0+b1−(−a)1−(−a)x=(−a)xy0−1+ab(−a)x+1+ab
- 通解 yx=C(−a)x+(−a)xy0−1+ab(−a)x+1+ab=C(−a)x+1+ab
- f(x)=(a0+a1x+⋯+anxn)μx
Yx∗=xk(A0+A1x+⋯+Anxn)μx
- k={01−a=μ−a=μ
- 将 Yx∗ 带入 yx+1+yx=f(x) 求出