数值|数值 Python —— 常微分方程-(转)
直接看原文地址: 2018年05月01日 21:44:21 GrWx 阅读数 6404
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原文链接:数值 Python —— 常微分方程
方程中未知量是函数而不是变量,且未知量涉及未知函数的导数的方程称为微分方程。常微分方程(ordinary differential equation, ODE)是一类特殊情况,未知函数只有一个独立变量,方程中存在未知函数的导数。另一方面,如果方程中存在多个变量的导数,则被称为偏微分方程。这里我们关注的是常微分方程(在下面缩写为 ODE),探索求解这类方程的符号方法和数值方法。ODE 的解析闭合解通常不存在,但对于许多特殊类型的 ODE,存在解析解,在这些情况下,我们有机会使用符号方法找到解。如果不行,我们必须像往常一样采用数值技术求解。
常微分方程在科学和工程以及许多其他领域中普遍存在(例如,它们出现在动力学系统的研究中)。ODE 的一个典型例子是描述时间演化过程,其中变化的速率(导数)与过程的其它属性有关。为了了解在给定一些初始状态后,过程在时间上是如何演变的,我们必须求解,或积分描述该过程的 ODE。常微分方程应用的具体例子有:物理学中机械运动的规律、化学和生物学中的分子反应以及生态学中的种群模型。
【数值|数值 Python —— 常微分方程-(转)】在本章中,我们将探讨解 ODE 的符号方法和数值方法。对于符号方法,我们使用 SymPy 模块,对于数值积分,我们使用 SciPy 中积分模块的函数。
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