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微积分9.5 差分及差分方程的基本概念
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定义2’ 函数yt的n 1阶差分的差分称为n阶差分,
记为 n yt ,即 n yt n 1 yt 1 n 1 yt .
例7 设yt t 2,求2 yt ,3 yt .
解 从例2已经得到yt 2t 1.于是
yt 2t 1 [2 t 1 1] 2t 1 2,
2
3 yt (2 yt ) 2 2 0.
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例8 设yt t 2,求2 yt ,3 yt .
解 yt [ t 1 2 t 1] t 2 2t 2t 3,
2
yt 2t 3 2,
差分的基本运算性质: (1)Δ(Cyt)=CΔyt(C为常数); (2)Δ(yt±zt)=Δyt±Δzt; (3)Δ(yt· zt)=ztΔyt+yt+1Δzt;
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例6 求yt t 2 · 2t的差分.
解 由差分的性质,有
yt (t 2 2t ) 2t t 2 (t 1)2 (2t )
项在方程中出现.
未知函数的最大下标与最小下标的差称为差分 方程的阶.
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例10 将差分方程3 yt 2 yt 0表示成不含 差分的形式.
解 因2 yt yt 2 2yt 1 yt, 3 yt yt 3 3yt 2 3yt 1 yt,
2 2
例3 已知阶乘函数t
0
( n)
n
t (t 1)(t 2)(t n 1),
t 1.求t 解 设yn t ( n ) t (t 1)(t 2)(t n 1),则
yt t 1
(n)
t
n
t 1 t (t 1) (t 1 n 1) t (t 1) (t n 1) [ t 1 (t n 1)]t (t 1) (t n 2) nt
符号称为差分符号,也称为差分算子.
yt yt 1 yt或
例 1 设yt C(C为常数),求 yt .
解 yt yt 1 yt C C 0.
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例2 设yt t ,求 yt .
2
解 yt yt 1 yt t 1 t 2t 1.
解 我们已知 yt at (a 1),
2 yt [at 1 (a 1)][ at (a 1)] at (a 1)2
3 yt [at 1 (a 1)2][ at (a 1)2] at (a 1)3 .
NOTE:若f t 为n次多项式,则n f t 为常数, 则m f t 0 m n
第5节 差分及差分方程的基本概念
一、 差分的概念与性质
二、差分方程的概念
第9章
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迄今为止,我们所研究的变量基本上是属 于连续变化的类型,称为连续型变量. 而在经济管理的许多实际问题中,经济变量 的数据大多按等间隔时间周期统计,这些变量为 离散型变量. 描述各离散变量之间关系的数学模型称为离 散型模型. 本节将介绍在经济学和管理科学中最 常见的一种离散型数学模型——差分方程.
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二、差分方程的概念
2 n 形如 F ( t , y , y , y , , yt ) 0, 定义3 t t t n yt 一定要在方程中出现. 称为差分方程.
形如 G(t,yt,yt 1,yt 2, ,yt n ) 0, 定义3′ ,yt n中至少有两 也称为差分方程. 但yt,yt 1,
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( n-1)
.
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例4 设yt at (其中a 0且a 1),求 yt .
解 yt yt 1 yt a a a ( a 1).
t t
t 1
例5 设yt sint,求 yt .
1 1 解 yt sin(t 1) sin t 2cos(t )sin . 2 2
2t (2t 1) (t 1)2 2t (2 1) 2t (t 2 4t 2).
定义2 当自变量从t变到t 1时,一阶差分的差分
称为二阶差分,记为 2 yt
yt (yt ) yt 1 yt
2
( yt 2 yt 1 ) ( yt 1 yt ) yt 2 2 yt 1 yt .
或者记为 y0,y1, ,yt,yt 1, .
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当自变量从t变到t 1时,函数的改变量yt 1 yt 称 为函数yt 在点t的差分,也称为函数yt的一阶差分, 记为yt,
y t y t 1 y t .(t 0, 1,, 2
一、差分的概念与性质
在连续变化的时间范围内,
dy 变量y关于时间t的变化率是 用来刻画的; dt
在时间t是离散型变量时,
y 变量y关于时间t的变化率是 用来刻画的. t
定义1 设函数yt=y(t).当自变量t依次取遍非负整数 时,相应的函数值可以排成一个数列
y 0,y 1, ,y t ,y t 1, ,
2
3 yt (2 yt ) 2 2 0.
NOTE:若f t 为n次多项式,则n f t 为常数, 则m f t 0 m n
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例9 设yt at (其中a 0且a 1),求2 yt ,3 yt .