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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:
: [0 {4 e  v: w" I4 R8 r
" Q) A* t0 s' E5 c' ]: K1.定义方程:& ?$ L6 m% y8 v
   x = sp.symbols('x')
: l" i( |0 m) X   y = sp.Function('y')
' r- M* Q% W& h5 D* i# N- p   f = y(x+2) - y(x+1) - y(x)
2 m$ `2 \4 q* J' T7 z$ D   con = {2 y3 ?1 I3 p" `
       y(1):1,! G  H7 c- i2 V: r6 j5 {
       y(2):1,
3 b" v4 k% \! B+ C3 T& B   }$ D3 F) V$ R) K) s% R4 r
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。4 l6 V+ i( {3 I6 e
3.设置了两个初始条件 y(1)=1 和 y(2)=1。
+ F9 S# _& |% S0 Z4 V3 w) Z* x4.解递归方程:0 r$ K/ [8 T  `6 p+ E
# C8 W, x0 _/ y/ U, l6 Z& s4 O9 n
   solve = sp.rsolve(f, y(x), con)
. d1 _2 w6 K% [3 _: E, [# \9 \5.使用 rsolve 函数解析地求解了递归方程,得到了其解析解。
9 X7 u3 _- E* ~" u6.画图:2 S. _; C% B) ]' d* ]; d- W
   x1 = np.linspace(1,10,10)
. {, W% N' B6 O  X   y1 = []
0 K, l" g8 O- f* u  p! c0 h   for each in x1:, k% H& u: u0 z! L" v9 T
       y1.append((solve.subs(x,each).evalf()))/ D6 A, V1 Z( k( `6 v! T3 ?

5 s1 I7 K9 N: l; X$ N   import matplotlib.pyplot as plt! A- X: ?, T& A5 x5 M1 p# V* b

+ N8 f! }5 H8 P( Q% N/ k   plt.plot(x1,y1)( p( [( B* o* V, ?0 @; {
   plt.scatter(x1,y1)
; r, G" Z& ?- @: g: U0 [$ y) s# |
5 u% U) b8 c. q: O, a
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。
- C0 S: ~- i4 B; S8.使用 Matplotlib 绘制了解析解的图形,并用散点表示离散点。) `9 j  `: v+ U6 n
% C) {- N. i8 z9 G! z2 `# _2 {
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。
% [3 }3 Z% K! K. J& W/ l( N3 \( }
1 D* i$ p6 {% w4 D5 X; o
1 y) r/ N6 }+ V

14.difference_equation.py

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