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线性差分方程解的基本定理|实用数学方法

时间:2023-11-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:若差分方程中所含未知函数及未知函数的各阶差分均为一次的,则称该差分方程为线性差分方程。线性差分方程的一般形式是其特点是,yt +n,yt +n+1,…现在我们来讨论线性差分方程解的基本定理,仅以二阶线性差分方程为例,则任意阶线性差分方程都有类似结论。若f≠0,则式称为二阶非齐次线性差分方程;若f≡0,则式变为定理1 若函数y1,y2是二阶齐次线性差分方程的解,则是该方程的解,其中C1,C2是任意常数。

线性差分方程解的基本定理|实用数学方法

若差分方程中所含未知函数及未知函数的各阶差分均为一次的,则称该差分方程为线性差分方程。

线性差分方程的一般形式是

其特点是,yt +n,yt +n+1,…,yt都是一次的。

现在我们来讨论线性差分方程解的基本定理,仅以二阶线性差分方程为例,则任意阶线性差分方程都有类似结论。

二阶线性差分方程的一般形式为

其中a(t),b(t)和f(t)均为t的已知函数,且b(t)≠0。若f(t)≠0,则式(4.30)称为二阶非齐次线性差分方程;若f(t)≡0,则式(4.30)变为(www.xing528.com)

定理1 若函数y1(t),y2(t)是二阶齐次线性差分方程(4.31)的解,则

是该方程的解,其中C1,C2是任意常数。

定理2 (齐次线性差分方程解的结构定理)若函数y1(t),y 2(t)是二阶齐次线性差分方程(4.31)的线性无关特解,则y C (t )=C1 y1 (t )+C 2 y 2(t )是该方程的通解,其中C1,C2是任意常数。

定理3 (非齐次线性差分方程解的结构定理)若y*(t)是二阶非齐次线性差分方程(4.30)的一个特解,yC (t)是齐次线性差分方程(4.31)的通解,则差分方程(4.30)的通解为

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