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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:
8 n2 L  F0 T( Q- O
0 B' Q. h# u! O# s2 }' ]! r1.定义方程:# _, m/ S% g0 Z: i! K6 w
   x = sp.symbols('x')4 V9 w! \/ n( q! [" H
   y = sp.Function('y')
+ m/ `( _: W( F; o# d* K# ~! C! k( s   f = y(x+2) - y(x+1) - y(x)8 w7 V! c7 W1 H
   con = {
# ?0 u3 J/ n/ [) d. H, P" L/ P       y(1):1,# C1 ]4 M3 B* k2 B
       y(2):1,
& E, i( p9 G. H* v   }
* p6 Q. x0 o* S4 j' D3 R) L4 F2.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。
4 X- T* [, t0 ?& x. k% B3.设置了两个初始条件 y(1)=1 和 y(2)=1。
! h& ?% e  y5 L! @* f( U' l6 }4.解递归方程:9 |4 x% j9 c1 Q. q; e9 @7 H+ a

9 a3 B( @0 t) i- m' _9 Y  g   solve = sp.rsolve(f, y(x), con)$ J5 t8 k6 J7 E6 [
5.使用 rsolve 函数解析地求解了递归方程,得到了其解析解。
2 J' c$ U: [/ U6.画图:
! ^0 M: o$ C- a0 e- x   x1 = np.linspace(1,10,10)
1 J) A& ^; E" X5 u% r; W, s   y1 = []
8 z7 S' ?7 C" R8 m   for each in x1:9 j1 x. x* z+ f* {4 m7 d8 i
       y1.append((solve.subs(x,each).evalf()))
9 r* {8 t% F- [# S3 B6 ?5 d" |2 v; E& i
   import matplotlib.pyplot as plt
! e* }# B8 l4 e6 E% c+ D# t; A7 \# @
   plt.plot(x1,y1)
( W5 Y! F' F# @/ ]. l2 z! ?; B   plt.scatter(x1,y1)6 q, m8 K4 J/ ]8 o

* [: |0 G6 h+ a7 `) F
# V8 q2 g8 J/ l7.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。! U7 f% _+ i; |3 h$ H% ]
8.使用 Matplotlib 绘制了解析解的图形,并用散点表示离散点。8 h9 v" w' U1 a" E" c- U/ `

+ W, z/ j7 b1 t1 Z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。0 ^$ T' b$ q3 ]' ?) O. O

- [& T( X- `* B+ b6 Z
0 S3 _  f$ \3 t2 A

14.difference_equation.py

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