偏差分方程及其应用(张广等著)PPT模板
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差分方程及其应用在经济与管理及其它实际问题中,许多数据都是以等间隔时间周期统计的。
例如,银行中的定期存款是按所设定的时间等间隔计息,外贸出口额按月统计,国民收入按年统计,产品的产量按月统计等等。
这些量是变量,通常称这类变量为离散型变量。
描述离散型变量之间的关系的数学模型成为离散型模型。
对取值是离散化的经济变量,差分方程是研究他们之间变化规律的有效方法。
本章介绍差分方程的基本概念、解的基本定理及其解法,与微分方程的基本概念、解的基本定理及其解法非常类似,可对照微分方程的知识学习本章内容。
§1 基本概念 线性差分方程解的基本定理一、 基本概念1、函数的差分对离散型变量,差分是一个重要概念。
下面给出差分的定义。
设自变量t 取离散的等间隔整数值:,,,, 210±±=t t y 是t 的函数,记作)(t f y t =。
显然,t y 的取值是一个序列。
当自变量由t 改变到1+t 时,相应的函值之差称为函数)(t f y t=在t 的一阶差分,记作t y ∆,即)()1(1t f t f y y y t t t -+=-=+∆。
由于函数)(t f y t =的函数值是一个序列,按一阶差分的定义,差分就是序列的相邻值之差。
当函数)(t f y t=的一阶差分为正值时,表明序列是增加的,而且其值越大,表明序列增加得越快;当一阶差分为负值时,表明序列是减少的。
例如:设某公司经营一种商品,第t 月初的库存量是)(t R ,第t 月调进和销出这种商品的数量分别是)(t P 和)(t Q ,则下月月初,即第1+t 月月初的库存量)1(+t R 应是)()()()1(t Q t P t R t R -+=+,若将上式写作)()()()1(t Q t P t R t R -=-+,则等式两端就是相邻两月库存量的改变量。
若记))()1()(t R t R t R -+=∆,并将理解为库存量)(t R 是时间t 的函数,则称上式为库存量函数)(t R 在t 时刻(此处t 以月为单位)的差分。
差分方程的matlab解法sunooy 发表于 2006-5-23 0:04:00差分方程的一般形式为:a(n+1)=r*a(n)+b计算程序:a(1)=a0;%赋初值b=b0;%赋初值r=r0;%赋初值n=n0;%赋初值for i=1:n-1a(i+1)=r*a(i)+b; %通项公式enda %输出a数列的各项值实例:比如要计算差分方程 a(n+1)=0.85*a(n)+11,a(1)=2.33的前10项,可写入下列代码:a(1)=2.33;%赋初值b=11;%赋初值r=0.85;%赋初值n=10;%赋初值for i=1:n-1 %注意i不能取到10,否则n=10时a(i+1)=a(11).a(i+1)=r*a(i)+b; %通项公式enda %输出a数列的各项值运行结果a =2.3300 12.9805 22.0334 29.7284 36.2691 41.8288 46.5545 50.5713 53.9856 56.8878第三节 差分方程建模举例差分方程建模方法的思想与与一般数学建模的思想是一致的,也需要经历 背景分析、确定目标、预想结果、引入必要的数值表示(变量、常量、函数、积分、导数、差分、取最等)概念和记号、几何形式(事物形状、过程轨迹、坐标系统等),也就是说要把事物的性态、结构、过程、成分等用数学概念、原理、方法来表现、分析、求解。
当然,由于差分方程的特殊性,首先应当把系统或过程进行特别分解,形成表现整个系统的各个部分的离散取值形式,或形成变化运动过程的时间或距离的分化而得到离散变量。
然后通过内在的机理分析,找出变量所能满足的平衡关系、增量或减量关系及规律,从而得到差分方程。
另外,有时有可能通过多个离散变量的关系得到我们关心的变量的关系,这实际上建立的是离散向量方程,它有着非常重要的意义。
有时还需要找出决定变量的初始条件。
有时还需要将问题适当分成几个子部分,分别求解。
模型1 种群生态学中的虫口模型:在种群生态学中,考虑像蚕、蝉这种类型的昆虫数目的变化 ,他的变化规律是:每年夏季这种昆虫成虫产卵后全部死亡,第二年春天每个虫卵孵化成一个虫子。