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差商

发布时间:2023-09-05 00:52:21

差商即均差,一阶差商是一阶导数的近似值。对等步长(h)的离散函数f(x),其n阶差商就是它的n阶差分与其步长的n次幂的比值。例如n=1时,若差分取向前的或向后的,所得一阶差商就是函数的导数的一阶近似;若差分取中心的,则所得一阶差商是导数的二阶近似。

差商详细介绍

差商即均差,一阶差商是一阶导数的近似值。对等步长(h)的离散函数f(x),其n阶差商就是它的n阶差分与其步长的n次幂的比值。例如n=1时,若差分取向前的或向后的,所得一阶差商就是函数的导数的一阶近似;若差分取中心的,则所得一阶差商是导数的二阶近似。

差商定义

给定函数

和插值节点

表示

关于节点

的k阶差商(k-th Difference Quotient)(k=1,2,…,n),它们可递归定义为

其中

关于节点

的0阶差商定义为其函数值,即

差商差商表

可以构造差商表(表1),按列递推计算

的各阶差商:

表1 差商计算表

节点

0阶差商

1阶差商

2阶差商

3阶差商

4阶差商

具体计算过程为

0阶差商:

1阶差商:

2阶差商:

3阶差商:

差商差商的性质

根据差商的定义,利用数学归纳法可以证明差商具有如下性质:

差商性质1

差商性质2

(对称性)差商

与插值节点的顺序无关,即

其中

的任意一个排列。

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