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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:
; L' P: t. H( Y- p  A5 {3 J* w: t$ C$ X: u; z
1.定义方程:
. |1 z9 j( m; H- E/ w9 |/ M   x = sp.symbols('x')( D/ G- ^- }! @; p
   y = sp.Function('y')
: J( z- q: Q2 i5 b, D   f = y(x+2) - y(x+1) - y(x)6 p# W" w0 h7 d9 D/ O* G) O. d- p& u
   con = {$ L1 O0 N/ m/ U( T* {
       y(1):1,4 X8 x4 d9 P4 R- `
       y(2):1,
4 g  D5 j! X$ Y- @( g   }
5 B3 R1 E/ e/ i' w2.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。
& Z5 v$ B0 B& D+ b3.设置了两个初始条件 y(1)=1 和 y(2)=1。
- [5 A1 D& I+ T# r4.解递归方程:4 c+ L; J8 \$ U7 @; y8 U' m" J+ g1 p
5 s% n7 j' n: P' n
   solve = sp.rsolve(f, y(x), con); e, s. b4 i. ~' S' S
5.使用 rsolve 函数解析地求解了递归方程,得到了其解析解。- I% W% S! Y( V: R
6.画图:
! s$ O2 Y6 [. t   x1 = np.linspace(1,10,10)2 m3 U7 x" e& E5 M2 {& T
   y1 = []
# W& c3 A' h! [4 Z* ?. }   for each in x1:
; _3 e+ d1 E5 c% _* K" _       y1.append((solve.subs(x,each).evalf()))
" t3 G: v$ u  ~0 m4 R- Q
: {% r) A8 S2 X# b1 i, D6 a   import matplotlib.pyplot as plt4 g4 p! {; K* a+ n2 S% Z

; V9 D" ]9 k: f3 h$ ]: B1 W* L5 L   plt.plot(x1,y1)
: B/ p. ]- a8 u( x2 }   plt.scatter(x1,y1)7 J) R. Y* U5 }. c
( q) @- y: A$ h

- l5 ?8 S) e2 N1 C* C7.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。
) m! p( C& g7 b: ?! r8.使用 Matplotlib 绘制了解析解的图形,并用散点表示离散点。
1 O# I- F1 N& l# F. G1 I
1 U1 u, Z  s' V! x; J, o, g; }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 O" _' ], b7 E" k. x* X
3 [1 O8 Q7 S" f9 l
$ m2 T( {6 M$ |1 W

14.difference_equation.py

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