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标题: 使用 sympy 求解差分方程 [打印本页]

作者: 2744557306    时间: 2024-3-16 19:12
标题: 使用 sympy 求解差分方程
实现了解递归方程并绘制其图形的过程。让我解释一下:
" [% J( t0 J, f/ F8 C; R$ A: A( ?$ W( i/ M7 y
1.定义方程:
5 h! U4 b( ?% J0 I3 l9 h( |6 U& z   x = sp.symbols('x')
' S1 {4 G! v5 [! J; \# n9 g+ X( l   y = sp.Function('y')) m! V+ p1 m8 W# q* K
   f = y(x+2) - y(x+1) - y(x)9 {& f4 q4 K$ u6 z- z4 ~, i
   con = {( ?. d1 g* E* |  q
       y(1):1,
0 h3 k4 N4 H$ g, @0 X/ e       y(2):1,
; R% D; S8 K/ e+ V6 |0 |   }
2 ~0 I! x, x( S- |- H. U7 @2.使用 SymPy 定义了一个递归方程 f,该方程描述了函数 y 在不同点之间的关系。
/ \' f8 E& j" G2 G+ N. ~3.设置了两个初始条件 y(1)=1 和 y(2)=1。
" Q" w" A# G0 S4.解递归方程:
! K4 g) x: n% a9 S$ n  F! C6 m1 Q/ ?( K
   solve = sp.rsolve(f, y(x), con)' p7 ?$ I$ A! i, O& f$ t/ c2 _/ w; g
5.使用 rsolve 函数解析地求解了递归方程,得到了其解析解。3 ?0 G5 D5 V# r6 s
6.画图:8 t1 q) _( @8 Y5 p7 A8 W1 m( ]
   x1 = np.linspace(1,10,10)
& j% g9 l& X# \4 [" F+ j' |7 e! S+ ^   y1 = []3 M1 k" |' d9 f! E5 a: e3 A
   for each in x1:, }, R/ [2 {0 y3 `1 f, X
       y1.append((solve.subs(x,each).evalf()))
" e6 j0 C* X( j, f$ g8 K# n: ~8 d3 X" G# o0 o3 A! j
   import matplotlib.pyplot as plt
9 I. ?  D9 V0 E1 B8 j" Z0 ]- r) f; T$ k$ ~
   plt.plot(x1,y1)
* C9 _% x/ Z% }, R& a' V2 K   plt.scatter(x1,y1)
% D" q# M5 m) K
  `, o- g1 |: ^0 `" `( o; @3 a9 A8 s% B# [3 I# p# ]# b
7.生成了一组横坐标 x1,并通过代入解析解中的解来计算相应的纵坐标 y1。0 U' i: K9 H* V& Y! @" g
8.使用 Matplotlib 绘制了解析解的图形,并用散点表示离散点。! }6 I% Q0 z+ D

6 e. [0 [$ E$ O: s2 |. J这样,代码就完成了对递归方程的解析求解,并将结果可视化的过程。) i/ R2 F0 \% b: v7 p; `* s

. \+ B' Q( Z- `" J" @9 ~" O  ?$ s7 s. f  p2 f( W  G

14.difference_equation.py

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