Конечная разница - Википедия - Finite difference

А конечная разница математическое выражение вида $ж (Икс + б) - ж (Икс + а)$ . Если конечная разность делится на $б - а$ , каждый получает коэффициент разницы. Приближение производные конечными разностями играет центральную роль в методы конечных разностей для числовой решение дифференциальные уравнения, особенно краевые задачи.

Определенные повторяющиеся отношения можно записать как разностные уравнения заменой итерационных обозначений конечными разностями.

Сегодня термин «конечная разница» часто используется как синоним конечно-разностные аппроксимации деривативов, особенно в контексте численные методы.^[1]^[2]^[3] Конечно-разностные аппроксимации - это конечно-разностные отношения в терминологии, использованной выше.

Конечные различия были введены Брук Тейлор в 1715 г., а также изучались как абстрактные самостоятельные математические объекты в работах Джордж Буль (1860), Л. М. Милн-Томсон (1933), и Кароли Джордан (1939). Конечные различия уходят корнями в одну из Йост Бюрги алгоритмы (c. 1592) и работа других, в том числе Исаак Ньютон. Формальное исчисление конечных разностей можно рассматривать как альтернативу исчислению бесконечно малые.^[4]

Основные типы

Три типа конечных разностей. Центральная разница относительно x дает наилучшее приближение производной функции в точке x.

Обычно рассматривают три основных типа: вперед, назад, и центральный конечные разности.^[1]^[2]^[3]

А форвардная разница является выражением формы

{ displaystyle Delta _ {h} [f] (x) = f (x + h) -f (x).}

В зависимости от области применения интервал $час$ может быть переменным или постоянным. Если опущено, $час$ принимается равным 1: $Δ [ж](Икс) = Δ 1 [ж](Икс)$ .

А обратная разница использует значения функции в $Икс$ и $Икс - час$ , вместо значений в $Икс + час$ и $Икс$ :

{ displaystyle nabla _ {h} [f] (x) = f (x) -f (x-h).}

Наконец, центральная разница дан кем-то

{ Displaystyle дельта _ {ч} [е] (х) = е влево (х + { tfrac {1} {2}} ч вправо) -f влево (х - { tfrac {1} {2 }} h right).}

Связь с производными

Конечная разность часто используется как приближение производной, обычно в численное дифференцирование.

В производная функции $ж$ в какой-то момент $Икс$ определяется предел.

{ displaystyle f '(x) = lim _ {h to 0} { frac {f (x + h) -f (x)} {h}}.}

Если $час$ имеет фиксированное (ненулевое) значение вместо того, чтобы приближаться к нулю, то правая часть приведенного выше уравнения будет записана

{ displaystyle { frac {f (x + h) -f (x)} {h}} = { frac { Delta _ {h} [f] (x)} {h}}.}

Следовательно, прямая разница, деленная на $час$ аппроксимирует производную, когда $час$ маленький. Погрешность этого приближения может быть получена из Теорема Тейлора. При условии, что $ж$ дифференцируема, имеем

{ displaystyle { frac { Delta _ {h} [f] (x)} {h}} - f '(x) = O (h) to 0 quad { text {as}} h to 0.}

Та же формула верна для обратной разницы:

{ displaystyle { frac { nabla _ {h} [f] (x)} {h}} - f '(x) = O (h) to 0 quad { text {as}} h to 0.}

Однако центральная (также называемая центрированной) разность дает более точное приближение. Если $ж$ дважды дифференцируема,

{ displaystyle { frac { delta _ {h} [f] (x)} {h}} - f '(x) = O left (h ^ {2} right).}

Главная проблема^{[нужна цитата ]} Однако в случае метода центральной разности осциллирующие функции могут давать нулевую производную. Если $ж (нэ) = 1$ за $п$ странно, и $ж (нэ) = 2$ за $п$ даже тогда $ж'(нэ) = 0$ если рассчитывается по центральной разностной схеме. Это особенно неприятно, если домен $ж$ дискретно. Смотрите также Симметричная производная

Авторы, для которых конечные разности означают аппроксимации конечных разностей, определяют прямые / обратные / центральные разности как коэффициенты, приведенные в этом разделе (вместо использования определений, данных в предыдущем разделе).^[1]^[2]^[3]

Различия высшего порядка

Аналогичным образом можно получить конечно-разностные аппроксимации производных высших порядков и дифференциальных операторов. Например, используя приведенную выше формулу центральной разности для $ж'(Икс + .mw-parser-output .sr-only{border:0;clip:rect(0,0,0,0);height:1px;margin:-1px;overflow:hidden;padding:0;position:absolute;width:1px;white-space:nowrap} час / 2)$ и $ж'(Икс - час / 2)$ и применяя формулу центральной разности для производной от $ж'$ в $Икс$ , получаем центрально-разностное приближение второй производной $ж$ :

Центральный: ${ displaystyle f '' (x) приблизительно { frac { delta _ {h} ^ {2} [f] (x)} {h ^ {2}}} = { frac {{ frac {f (x + h) -f (x)} {h}} - { frac {f (x) -f (xh)} {h}}} {h}} = { frac {f (x + h) -2f (x) + f (xh)} {h ^ {2}}}.}$

Аналогичным образом мы можем рекурсивно применять другие формулы вычисления разностей.

Нападающий второго порядка: ${ displaystyle f '' (x) приблизительно { frac { Delta _ {h} ^ {2} [f] (x)} {h ^ {2}}} = { frac {{ frac {f (x + 2h) -f (x + h)} {h}} - { frac {f (x + h) -f (x)} {h}}} {h}} = { frac {f ( x + 2h) -2f (x + h) + f (x)} {h ^ {2}}}.}.$

Второй порядок назад: ${ displaystyle f '' (x) приблизительно { frac { nabla _ {h} ^ {2} [f] (x)} {h ^ {2}}} = { frac {{ frac {f (x) -f (xh)} {h}} - { frac {f (xh) -f (x-2h)} {h}}} {h}} = { frac {f (x) -2f (xh) + f (x-2h)} {h ^ {2}}}.}$

В более общем плане $п$ порядок вперед, назад и по центру различия даны соответственно

Вперед: ${ displaystyle Delta _ {h} ^ {n} [f] (x) = sum _ {i = 0} ^ {n} (- 1) ^ {ni} { binom {n} {i}} е { bigl (} х + (ni) h { bigr)},}$

или для $час = 1$ ,

{ displaystyle Delta ^ {n} [f] (x) = sum _ {k = 0} ^ {n} { binom {n} {k}} (- 1) ^ {nk} f (x + k)}

Назад: ${ displaystyle nabla _ {h} ^ {n} [f] (x) = sum _ {i = 0} ^ {n} (- 1) ^ {i} { binom {n} {i}} f (x-ih),}$

Центральная: ${ displaystyle delta _ {h} ^ {n} [f] (x) = sum _ {i = 0} ^ {n} (- 1) ^ {i} { binom {n} {i}} f left (x + left ({ frac {n} {2}} - i right) h right).}$

Эти уравнения используют биномиальные коэффициенты после знака суммы, показанного как $(п я)$ . Каждый ряд Треугольник Паскаля обеспечивает коэффициент для каждого значения $я$ .

Обратите внимание, что центральная разница будет для нечетных $п$ , имеют $час$ умноженное на нецелые числа. Это часто является проблемой, потому что это означает изменение интервала дискретизации. Проблема может быть решена в среднем $δ п [ж](Икс - час / 2)$ и $δ п [ж](Икс + час / 2)$ .

Прямые разницы, примененные к последовательность иногда называют биномиальное преобразование последовательности и обладают рядом интересных комбинаторных свойств. Прямые различия можно оценить с помощью Интеграл Норлунда – Райса. Интегральное представление для этих типов рядов интересно, потому что интеграл часто можно вычислить, используя асимптотическое разложение или же точка перевала техники; Напротив, ряд прямых разностей может быть чрезвычайно трудно оценить численно, потому что биномиальные коэффициенты быстро растут при больших $п$ .

Связь этих разностей более высокого порядка с соответствующими производными очевидна,

{ displaystyle { frac {d ^ {n} f} {dx ^ {n}}} (x) = { frac { Delta _ {h} ^ {n} [f] (x)} {h ^ {n}}} + O (h) = { frac { nabla _ {h} ^ {n} [f] (x)} {h ^ {n}}} + O (h) = { frac { delta _ {h} ^ {n} [f] (x)} {h ^ {n}}} + O left (h ^ {2} right).}

Разности более высокого порядка также могут использоваться для построения лучших приближений. Как упоминалось выше, разность первого порядка приближает производную первого порядка с точностью до члена порядка $час$ . Однако сочетание

{ displaystyle { frac { Delta _ {h} [f] (x) - { frac {1} {2}} Delta _ {h} ^ {2} [f] (x)} {h} } = - { frac {f (x + 2h) -4f (x + h) + 3f (x)} {2h}}}

приблизительно $ж'(Икс)$ до срока заказа $час 2$ . Это можно доказать, расширив приведенное выше выражение до Серия Тейлор, или используя исчисление конечных разностей, объясненное ниже.

Если необходимо, конечная разница может быть сосредоточена вокруг любой точки путем смешивания прямых, обратных и центральных разностей.

Ядра произвольного размера

Используя линейную алгебру, можно построить конечно-разностные аппроксимации, которые используют произвольное количество точек слева и (возможно, различное) количество точек справа от точки оценки для производной любого порядка. Это включает решение такой линейной системы, что Расширение Тейлора суммы этих точек вокруг точки оценки наилучшим образом аппроксимирует разложение Тейлора желаемой производной. Такие формулы могут быть представлены графически на гексагональной или ромбовидной сетке.^[5]

Это полезно для дифференцирования функции на сетке, где по мере приближения к краю сетки нужно брать все меньше и меньше точек с одной стороны.

Подробности изложены в этих Примечания.

В Калькулятор конечно-разностных коэффициентов строит конечно-разностные аппроксимации для нестандартных (и даже нецелочисленных) шаблонов по произвольному шаблону и желаемому порядку производной.

Характеристики

Для всех положительных $k$ и $п$

{ displaystyle Delta _ {kh} ^ {n} (f, x) = sum limits _ {i_ {1} = 0} ^ {k-1} sum limits _ {i_ {2} = 0 } ^ {k-1} cdots sum limits _ {i_ {n} = 0} ^ {k-1} Delta _ {h} ^ {n} left (f, x + i_ {1} h + i_ {2} h + cdots + i_ {n} h right).}

Правило Лейбница:

{ displaystyle Delta _ {h} ^ {n} (fg, x) = sum limits _ {k = 0} ^ {n} { binom {n} {k}} Delta _ {h} ^ {k} (f, x) Delta _ {h} ^ {nk} (g, x + kh).}

В дифференциальных уравнениях

Важное применение конечных разностей заключается в числовой анализ, особенно в числовые дифференциальные уравнения, которые направлены на численное решение обычный и уравнения в частных производных. Идея состоит в том, чтобы заменить производные, входящие в дифференциальное уравнение, конечными разностями, которые их аппроксимируют. Полученные методы называются методы конечных разностей.

Общие приложения метода конечных разностей находятся в вычислительной науке и инженерных дисциплинах, таких как теплотехника, механика жидкости, так далее.

Серия Ньютона

В Серия Ньютон состоит из условий Уравнение прямой разности Ньютона, названный в честь Исаак Ньютон; по сути, это Формула интерполяции Ньютона, впервые опубликованный в его Principia Mathematica в 1687 г.,^[6] а именно дискретный аналог непрерывного разложения Тейлора,

${ displaystyle f (x) = sum _ {k = 0} ^ { infty} { frac { Delta ^ {k} [f] (a)} {k!}} , (xa) _ { k} = sum _ {k = 0} ^ { infty} { binom {xa} {k}} , Delta ^ {k} [f] (a),}$

что справедливо для любого многочлен функция $ж$ и для многих (но не для всех) аналитические функции (Не действует, когда $ж$ является экспоненциальный тип ${ displaystyle pi}$ . Это легко увидеть, поскольку функция синуса обращается в нуль при целых кратных ${ displaystyle pi}$ ; соответствующий ряд Ньютона тождественно равен нулю, поскольку все конечные разности в этом случае равны нулю. Однако ясно, что синусоидальная функция не равна нулю.) Здесь выражение

{ displaystyle { binom {x} {k}} = { frac {(x) _ {k}} {k!}}}

это биномиальный коэффициент, и

{ Displaystyle (х) _ {к} = х (х-1) (х-2) cdots (х-к + 1)}

это "падающий факториал "или" нижний факториал ", а пустой продукт $(Икс) 0$ определяется равным 1. В данном конкретном случае предполагается, что изменение значений $Икс, час = 1$ обобщения ниже.

Обратите внимание на формальное соответствие этого результата Теорема Тейлора. Исторически это, как и Тождество Чу – Вандермонда,

{ displaystyle (x + y) _ {n} = sum _ {k = 0} ^ {n} { binom {n} {k}} (x) _ {nk} , (y) _ {k },}

(вытекающая из нее и соответствующая биномиальная теорема ), входят в наблюдения, созревшие до системы темный камень.

Чтобы проиллюстрировать, как можно использовать формулу Ньютона на практике, рассмотрим несколько первых членов удвоения Последовательность Фибоначчи $ж = 2, 2, 4, ...$ Можно найти многочлен который воспроизводит эти значения, сначала вычисляя таблицу различий, а затем подставляя различия, соответствующие $Икс 0$ (подчеркнут) в формулу следующим образом:

{ displaystyle { begin {matrix} { begin {array} {| c || c | c | c |} hline x & f = Delta ^ {0} & Delta ^ {1} & Delta ^ {2 } hline 1 & { underline {2}} && && { underline {0}} & 2 & 2 && { underline {2}} && 2 & 3 & 4 && hline end {array} } & quad { begin {align} f (x) & = Delta ^ {0} cdot 1+ Delta ^ {1} cdot { dfrac {(x-x_ {0}) _ {1} } {1!}} + Delta ^ {2} cdot { dfrac {(x-x_ {0}) _ {2}} {2!}} Quad (x_ {0} = 1) & = 2 cdot 1 + 0 cdot { dfrac {x-1} {1}} + 2 cdot { dfrac {(x-1) (x-2)} {2}} & = 2 + (x-1) (x-2) конец {выровненный}} end {матрица}}}

Для случая неравномерных шагов по значениям $Икс$ , Ньютон вычисляет разделенные различия,

{ displaystyle Delta _ {j, 0} = y_ {j}, qquad Delta _ {j, k} = { frac { Delta _ {j + 1, k-1} - Delta _ {j , k-1}} {x_ {j + k} -x_ {j}}} quad ni quad left {k> 0, ; j leq max left (j right) -k right }, qquad Delta 0_ {k} = Delta _ {0, k}}

серия товаров,

{ Displaystyle {P_ {0}} = 1, quad quad P_ {k + 1} = P_ {k} cdot left ( xi -x_ {k} right),}

и полученный многочлен является скалярное произведение,^[7]

{ Displaystyle е ( xi) = Delta 0 cdot P left ( xi right)}

.

В анализе с $п$ -адические числа, Теорема Малера утверждает, что предположение, что $ж$ является полиномиальной функцией, можно ослабить вплоть до предположения, что $ж$ просто непрерывно.

Теорема Карлсона обеспечивает необходимые и достаточные условия единственности ряда Ньютона, если он существует. Однако рядов Ньютона, как правило, не существует.

Ряд Ньютона вместе с Серия Стирлинга и Серия Сельберга, является частным случаем общего разностная серия, все из которых определяются в терминах разностей, масштабируемых соответствующим образом.

В сжатом и несколько более общем виде и равноудаленных узлах формула выглядит так:

{ displaystyle f (x) = sum _ {k = 0} { binom { frac {xa} {h}} {k}} sum _ {j = 0} ^ {k} (- 1) ^ {kj} { binom {k} {j}} f (a + jh).}

Исчисление конечных разностей

Разницу вперед можно рассматривать как оператор, называется оператор разницы, который отображает функцию $ж$ к $Δ час [ж]$ .^[8]^[9] Этот оператор составляет

{ displaystyle Delta _ {h} = T_ {h} -I,}

куда $Т час$ это оператор смены с шагом час, определяется $Т час [ж](Икс) = ж (Икс + час)$ , и $я$ это оператор идентификации.

Конечная разность высших порядков может быть определена рекурсивным образом как $Δ п час \equiv Δ час (Δ п - 1 час)$ . Другое эквивалентное определение: $Δ п час = [Т час - я] п$ .

Оператор разницы $Δ час$ это линейный оператор, как таковая удовлетворяет $Δ час [αf + βg](Икс) = α Δ час [ж](Икс) + β Δ час [грамм](Икс)$ .

Он также удовлетворяет особому Правило Лейбница указанное выше, $Δ час (ж (Икс) грамм (Икс)) = (Δ час ж (Икс)) грамм (Икс + час) + ж (Икс) (Δ час грамм (Икс))$ . Аналогичные утверждения справедливы для обратных и центральных различий.

Формально применяя Серия Тейлор относительно $час$ , дает формулу

{ displaystyle Delta _ {h} = hD + { frac {1} {2!}} h ^ {2} D ^ {2} + { frac {1} {3!}} h ^ {3} D ^ {3} + cdots = mathrm {e} ^ {hD} -I,}

куда $D$ обозначает оператор производной континуума, отображение $ж$ к производной $ж'$ . Расширение действительно, когда обе стороны действуют на аналитические функции, для достаточно малых $час$ . Таким образом, $Т час = е HD$ , и формально обращая экспоненциальные доходности

{ displaystyle hD = log (1+ Delta _ {h}) = Delta _ {h} - { tfrac {1} {2}} Delta _ {h} ^ {2} + { tfrac { 1} {3}} Delta _ {h} ^ {3} - cdots.}

Эта формула верна в том смысле, что оба оператора дают один и тот же результат при применении к многочлену.

Даже для аналитических функций не гарантируется сходимость ряда справа; это может быть асимптотический ряд. Однако его можно использовать для получения более точных приближений для производной. Например, сохранение первых двух членов ряда дает приближение второго порядка к $ж'(Икс)$ упоминается в конце раздел Различия высшего порядка.

Аналогичные формулы для обратного и центрального разностных операторов имеют вид

{ displaystyle hD = - log (1- nabla _ {h}) quad { text {and}} quad hD = 2 operatorname {arsinh} left ({ tfrac {1} {2}} delta _ {h} right).}

Исчисление конечных разностей связано с темный камень комбинаторики. Это удивительно систематическое соответствие связано с идентичностью коммутаторы теневых величин к их континуальным аналогам ( $час \to 0$ пределы),

${ displaystyle left [{ frac { Delta _ {h}} {h}}, x , T_ {h} ^ {- 1} right] = [D, x] = I.}$

Большое количество формальных дифференциальных соотношений стандартного исчисления с функциями $ж (Икс)$ таким образом систематически отображать в мрачные конечно-разностные аналоги с участием $ж (xT -1 час)$ .

Например, темный аналог одночлена $Икс п$ является обобщением указанного падающего факториала (Почхаммер k-символ ),

{ Displaystyle ~ (х) _ {n} эквив left (xT_ {h} ^ {- 1} right) ^ {n} = x (xh) (x-2h) cdots { bigl (} x - (n-1) h { bigr)},}

так что

{ displaystyle { frac { Delta _ {h}} {h}} (x) _ {n} = n (x) _ {n-1},}

отсюда вышеприведенная формула интерполяции Ньютона (путем согласования коэффициентов в разложении произвольной функции $ж (Икс)$ в таких символах) и так далее.

Например, теневой синус

{ displaystyle sin left (x , T_ {h} ^ {- 1} right) = x - { frac {(x) _ {3}} {3!}} + { frac {(x ) _ {5}} {5!}} - { frac {(x) _ {7}} {7!}} + Cdots}

Как и в непрерывном пределе, собственная функция $Δ час / час$ тоже бывает экспоненциальной,

{ displaystyle { frac { Delta _ {h}} {h}} (1+ lambda h) ^ { frac {x} {h}} = { frac { Delta _ {h}} {h }} e ^ { ln (1+ lambda h) { frac {x} {h}}} = lambda e ^ { ln (1+ lambda h) { frac {x} {h}} },}

и поэтому Суммы Фурье континуальных функций легко отображаются в теневые суммы Фурье точно, т. е. с использованием тех же коэффициентов Фурье, умножающих эти экспоненты в теневом базисе.^[10] Эта темная экспонента, таким образом, равна экспоненте производящая функция из Символы Почхаммера.

Так, например, Дельта-функция Дирака соответствует своему мрачному корреспонденту, функция кардинального синуса,

{ displaystyle delta (x) mapsto { frac { sin left [{ frac { pi} {2}} left (1 + { frac {x} {h}} right) right) ]} { pi (x + h)}},}

и так далее.^[11] Разностные уравнения часто можно решить с помощью техник, очень похожих на методы решения дифференциальные уравнения.

Обратный оператор прямого разностного оператора, следовательно, умбральный интеграл - это неопределенная сумма или оператор антиразличия.

Правила исчисления конечно-разностных операторов

Аналогично правила нахождения производной, у нас есть:

Постоянное правило: Если $c$ это постоянный, тогда

{ displaystyle Delta c = 0}

Линейность: если $а$ и $б$ находятся константы,

{ Displaystyle Delta (af + bg) = a , Delta f + b , Delta g}

Все вышеперечисленные правила одинаково хорошо применимы к любому разностному оператору, включая $\nabla$ относительно $Δ$ .

Правило продукта:

{ Displaystyle { begin {align} Delta (fg) & = f , Delta g + g , Delta f + Delta f , Delta g nabla (fg) & = f , nabla g + g , nabla f- nabla f , nabla g end {выровнено}}}

Правило частного:

{ displaystyle nabla left ({ frac {f} {g}} right) = { frac {1} {g}} det { begin {bmatrix} nabla f & nabla g f & g конец {bmatrix}} left ( det { begin {bmatrix} g & nabla g 1 & 1 end {bmatrix}} right) ^ {- 1}}

или же

{ displaystyle nabla left ({ frac {f} {g}} right) = { frac {g , nabla ff , nabla g} {g cdot (g- nabla g)} }}

Правила суммирования:

{ Displaystyle { begin {align} sum _ {n = a} ^ {b} Delta f (n) & = f (b + 1) -f (a) sum _ {n = a} ^ {b} nabla f (n) & = f (b) -f (a-1) end {выровнено}}}

См. Ссылки.^[12]^[13]^[14]^[15]

Обобщения

А обобщенная конечная разность обычно определяется как

{ Displaystyle Delta _ {h} ^ { mu} [f] (x) = sum _ {k = 0} ^ {N} mu _ {k} f (x + kh),}

куда $μ = (μ 0,\dots μ N)$ - его вектор коэффициентов. An бесконечная разница является дальнейшим обобщением, в котором конечная сумма выше заменена на бесконечная серия. Другой способ обобщения - это сделать коэффициенты $μ k$ зависит от точки $Икс$ : $μ k = μ k (Икс)$ , таким образом учитывая взвешенная конечная разность. Также можно сделать шаг $час$ зависит от точки $Икс$ : $час = час (Икс)$ . Такие обобщения полезны для построения различных модуль непрерывности.

Обобщенную разность можно рассматривать как кольца многочленов $р [Т час]$ . Это приводит к разностным алгебрам.
Оператор разности обобщается на Инверсия Мёбиуса через частично заказанный набор.
Как оператор свертки: с помощью формализма алгебры инцидентности, разностные операторы и другое обращение Мёбиуса могут быть представлены как свертка с функцией на poset, называемой Функция Мёбиуса $μ$ ; для разностного оператора, $μ$ - последовательность (1, −1, 0, 0, 0, ...).

Многомерные конечные разности

Конечные различия могут рассматриваться более чем в одной переменной. Они аналогичны частные производные в нескольких переменных.

Некоторые приближения частных производных:

{ displaystyle { begin {align} f_ {x} (x, y) & приблизительно { frac {f (x + h, y) -f (xh, y)} {2h}} f_ {y } (x, y) & приблизительно { frac {f (x, y + k) -f (x, yk)} {2k}} f_ {xx} (x, y) & приблизительно { frac {f (x + h, y) -2f (x, y) + f (xh, y)} {h ^ {2}}} f_ {yy} (x, y) & приблизительно { frac { f (x, y + k) -2f (x, y) + f (x, yk)} {k ^ {2}}} f_ {xy} (x, y) & приблизительно { frac {f (x + h, y + k) -f (x + h, yk) -f (xh, y + k) + f (xh, yk)} {4hk}}. end {align}}}

В качестве альтернативы, для приложений, в которых вычисление $ж$ является наиболее затратным шагом, и необходимо вычислять как первую, так и вторую производные, более эффективная формула для последнего случая:

{ Displaystyle f_ {xy} (x, y) приблизительно { frac {f (x + h, y + k) -f (x + h, y) -f (x, y + k) + 2f (x , y) -f (xh, y) -f (x, yk) + f (xh, yk)} {2hk}},}

поскольку единственные значения для вычисления, которые еще не нужны для предыдущих четырех уравнений: $ж (Икс + час, у + k)$ и $ж (Икс - час, у - k)$ .

Смотрите также

внешняя ссылка

[WilmottHowison1995-1] а ^б ^c Пол Уилмотт; Сэм Ховисон; Джефф Дьюинн (1995). Математика финансовых деривативов: введение для студентов. Издательство Кембриджского университета. п.137. ISBN 978-0-521-49789-3.

[Olver2013-2] а ^б ^c Питер Олвер (2013). Введение в уравнения с частными производными. Springer Science & Business Media. п. 182. ISBN 978-3-319-02099-0.

[Chaudhry2007-3] а ^б ^c М Ханиф Чаудри (2007). Открытый канал потока. Springer. п. 369. ISBN 978-0-387-68648-6.

[4] Йордан, соч. соч., стр. 1 и Милн-Томсон, стр. xxi. Милн-Томсон, Луи Мелвилл (2000): Исчисление конечных разностей (Chelsea Pub Co, 2000) ISBN 978-0821821077

[5] Фрейзер, Дункан К. (1 января 1909 г.). "О графическом обозначении формулы интерполяцииæ". Журнал института актуариев. 43 (2): 235–241. Дои:10.1017 / S002026810002494X. Получено 17 апреля, 2017.

[6] Ньютон, Исаак, (1687). Principia, Книга III, лемма V, случай 1

[7] Рихтмейер, Д. и Мортон К.В. (1967). Методы различия для задач с начальным значением, 2-е изд., Wiley, New York.

[8] Буль, Джордж, (1872). Трактат об исчислении конечных разностей, 2-е изд., Macmillan and Company. В сети. Также [Dover edition 1960]

[9] Джордан, Чарльз, (1939/1965). «Исчисление конечных разностей», Chelsea Publishing. В сети: [1]

[10] Захос, К. (2008). «Темные деформации в дискретном пространстве-времени». Международный журнал современной физики A. 23 (13): 2005–2014. arXiv:0710.2306. Bibcode:2008IJMPA..23.2005Z. Дои:10.1142 / S0217751X08040548.

[11] Curtright, T. L .; Захос, К. К. (2013). "Umbral Vade Mecum". Границы физики. 1: 15. arXiv:1304.0429. Bibcode:2013FrP ..... 1 ... 15C. Дои:10.3389 / fphy.2013.00015.

[12] Levy, H .; Лессман, Ф. (1992). Конечно-разностные уравнения. Дувр. ISBN 0-486-67260-3.

[13] Эймс, У. Ф. (1977). Численные методы для уравнений с частными производными., Раздел 1.6. Academic Press, Нью-Йорк. ISBN 0-12-056760-1.

[14] Хильдебранд, Ф. Б., (1968). Конечно-разностные уравнения и моделирование, Раздел 2.2, Прентис-Холл, Энглвуд Клиффс, Нью-Джерси.

[15] Флажолет, Филипп; Седжвик, Роберт (1995). «Преобразования Меллина и асимптотика: конечные разности и интегралы Райса» (PDF). Теоретическая информатика. 144 (1–2): 101–124. Дои:10.1016 / 0304-3975 (94) 00281-М..

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]