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【微分几何】微分方程变成差分方程的后果

本文,用Mathematica求解一个微分方程,并把这个微分方程离散化为差分方程,然后对两种系统的求解结果加以对比。
工具/原料
1

电脑

2

Mathematica

方法/步骤
1

微分方程求解:y'[x] == y[x]^2 + y[x]

2

函数图像如下:

3

把微分方程离散化,使用向前差分:y[n + 1] - y[n] == y[n]^2 + y[n]

4

解出的函数图像如下:

5

把这两个函数画到一起:

6

通过上图可以看到,微分方程和差分方程得到的函数图像在x<0的时候差异不大,但是在x>0的时候,却发生了巨大的差异。而此时如果使用后向差分的方法得到的差分方程,竟然得到的是非实函数。

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