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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:9 M" ?) V, d% r5 f% R, X/ C5 S

# G9 f5 _9 ]( l: \2 I1.定义方程:
3 J! o  X, r+ I5 I4 T. m; F   x = sp.symbols('x')
4 N8 Q$ b. G6 f1 d# F   y = sp.Function('y')
  }& g' [. i* j   f = y(x+2) - y(x+1) - y(x)
8 [& C9 E/ G/ G, W5 U5 Q   con = {( \- f; n* J4 l, q" z$ c! Q
       y(1):1,  `4 X4 o' P) w
       y(2):1,
: `# k. w5 ?9 j   }6 Z; I# _/ o: Y( f9 y/ g
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。7 l" J% }4 W" m( P% S" Y) O
3.设置了两个初始条件 y(1)=1 和 y(2)=1。
8 @' g! J1 F3 ?4.解递归方程:$ R* S# x. t3 R. S6 f0 I+ V

+ a6 K5 k( l% T% ]0 Q4 f! Z  U- E   solve = sp.rsolve(f, y(x), con)
" b: N6 \, k) {4 b( _" ]) b9 B) \8 A5.使用 rsolve 函数解析地求解了递归方程,得到了其解析解。; L$ `# m4 ~8 _; R. y
6.画图:
, c  w9 I. w' [2 J' n   x1 = np.linspace(1,10,10)1 R+ _0 b# q- N6 f9 w- _- ]# ^
   y1 = []
5 E3 k- B# S; h& X; S, }   for each in x1:0 Z+ f1 P% F" |* D3 N
       y1.append((solve.subs(x,each).evalf()))
5 T1 Y* f+ W+ g" O" k) ]3 E( W1 G6 q$ m! o2 G$ ^, Q0 w
   import matplotlib.pyplot as plt
. P/ N" r6 M  W% [0 M. m
5 r/ h" G* m& P9 i$ K8 H& r   plt.plot(x1,y1)$ F7 Y" G1 D. _
   plt.scatter(x1,y1). |; b; O' _% [1 [( F

1 D/ l7 u# H$ A6 O: x2 g
) ?, Z% {5 ^; E% P9 e7.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。% y( y0 T3 z+ }+ W* I  L
8.使用 Matplotlib 绘制了解析解的图形,并用散点表示离散点。
3 i4 n. k: {9 c$ Q. C& T0 n& u) ^$ E8 _9 h5 X9 k* Y
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。) G" M  I4 r1 e$ C+ ~$ T

2 ?. X, N  f( [/ m. m  m6 O
' y+ z5 m# ?7 U- P$ H" ]4 H

14.difference_equation.py

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