一阶差分

一阶差分

离散函数中连续相邻两项之差
变量与其滞后一个时期的滞后值之间的差额[1]。当自变量从x变到x+1时,函数y=y(x)的改变量∆yx=y(x+1)-y(x),(x=0,1,2,......)称为函数 y(x)在点x的一阶差分,记为∆yx=yx+1-yx,(x=0,1,2,......)。
  • 中文名:一阶差分
  • 外文名:feasible region
  • 别名:
  • 表达式:
  • 提出者:
  • 适用领域:
  • 所属学科:离散数学
  • 相关概念:差分、差分方程

基本概念

定义

设函数 ,式中 只对 在非负整数值上有定义,在自变量x依次取遍非负整数,即 时,相应的函数值为

简记为

定义1 当自变量从 变到 时,函数 的改变量

称为函数 在点 的一阶差分,通常记作 

例题解析

例1 设 ,求 

解:  。

例2 设 (其中 且 ),求 

解:  。

可见,指数函数的差分等于指数函数乘上一个常数。

例3 设 ,求 。

解:

高阶差分

下面给出高阶差分的定义。

定义2 当自变量从 变到 时,一阶差分的差分

称为函数 的二阶差分,记作 ,即

同样,二阶差分的差分称为三阶差分,记为 ,即

依此类推,可得函数的n阶差分为

性质及定理

(1)(C为常数);

(2)

(3)

(4)若为最高次项系数为的n次多项式,则

(5)若为n次多项式,则

(6)若,则是x的一个次数小于等于r的代数多项式。

差分方程

定义3 凡含有自变量x,未知函数 及未知函数的差分 的函数方程称为差分方程,如方程

是差分方程.方程中差分的最高阶数(即△上方最大的数字)称为差分方程的阶,几阶就称为几阶差分方程,n阶称为n阶差分方程。

由于n阶差分总可表示成n+1个点上函数值的线性组合.因而差分方程又可定义如下。

定义4 凡是含有自变量x以及两个或两个以上的未知函数值的函数方程

称为差分方程。方程中未知函数下标的最大值与最小值的差称为差分方程的阶。

定义5 (1) 如果将已知函数 代人差分方程,能使其对 成为恒等式,则称函数 为该差分方程的一个解;

(2) 对于n阶差分方程,含有n个独立的任意常数的解称为该差分方程的通解;(3)差分方程的不包含任意常数的解称为该方程的特解。

在通解中给定一组任意常数所确定的解,就是该n阶差分方程的特解,常由初始条件求出一组任意常数的值,确定特解。

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