一階差分

一階差分

離散函數中連續相鄰兩項之差
變量與其滞後一個時期的滞後值之間的差額[1]。當自變量從x變到x+1時,函數y=y(x)的改變量∆yx=y(x+1)-y(x),(x=0,1,2,......)稱為函數 y(x)在點x的一階差分,記為∆yx=yx+1-yx,(x=0,1,2,......)。
  • 中文名:一階差分
  • 外文名:feasible region
  • 别名:
  • 表達式:
  • 提出者:
  • 适用領域:
  • 所屬學科:離散數學
  • 相關概念:差分、差分方程

基本概念

定義

設函數 ,式中 隻對 在非負整數值上有定義,在自變量x依次取遍非負整數,即 時,相應的函數值為

簡記為

定義1 當自變量從 變到 時,函數 的改變量

稱為函數 在點 的一階差分,通常記作 

例題解析

例1 設 ,求 

解:  。

例2 設 (其中 且 ),求 

解:  。

可見,指數函數的差分等于指數函數乘上一個常數。

例3 設 ,求 。

解:

高階差分

下面給出高階差分的定義。

定義2 當自變量從 變到 時,一階差分的差分

稱為函數 的二階差分,記作 ,即

同樣,二階差分的差分稱為三階差分,記為 ,即

依此類推,可得函數的n階差分為

性質及定理

(1)(C為常數);

(2)

(3)

(4)若為最高次項系數為的n次多項式,則

(5)若為n次多項式,則

(6)若,則是x的一個次數小于等于r的代數多項式。

差分方程

定義3 凡含有自變量x,未知函數 及未知函數的差分 的函數方程稱為差分方程,如方程

是差分方程.方程中差分的最高階數(即△上方最大的數字)稱為差分方程的階,幾階就稱為幾階差分方程,n階稱為n階差分方程。

由于n階差分總可表示成n+1個點上函數值的線性組合.因而差分方程又可定義如下。

定義4 凡是含有自變量x以及兩個或兩個以上的未知函數值的函數方程

稱為差分方程。方程中未知函數下标的最大值與最小值的差稱為差分方程的階。

定義5 (1) 如果将已知函數 代人差分方程,能使其對 成為恒等式,則稱函數 為該差分方程的一個解;

(2) 對于n階差分方程,含有n個獨立的任意常數的解稱為該差分方程的通解;(3)差分方程的不包含任意常數的解稱為該方程的特解。

在通解中給定一組任意常數所确定的解,就是該n階差分方程的特解,常由初始條件求出一組任意常數的值,确定特解。

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