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前向差分


前向差分是由以下公式定义的有限差分

 Deltaa_n=a_(n+1)-a_n.
(1)

高阶差分通过重复应用前向差分算子获得,

 Delta^ka_n=Delta^(k-1)a_(n+1)-Delta^(k-1)a_n,
(2)

因此

Delta^2a_n=Delta_n^2
(3)
=Delta(Delta_n)
(4)
=Delta(a_(n+1)-a_n)
(5)
=Delta_(n+1)-Delta_n
(6)
=a_(n+2)-2a_(n+1)+a_n.
(7)

一般来说,

 Delta_n^k=Delta^ka_n=sum_(i=0)^k(-1)^i(k; i)a_(n+k-i),
(8)

其中 (k; m) 是一个二项式系数 (Sloane and Plouffe 1995, p. 10)。

前向有限差分在 Wolfram 语言 中被实现为DifferenceDelta[f, i]。

牛顿前向差分公式a_n 表示为第 n 阶前向差分之和

 a_n=a_0+nDelta_0+1/(2!)n(n+1)Delta_0^2+1/(3!)n(n+1)(n+2)Delta_0^3+...
(9)

其中 Delta_0^n 是从差分表中计算出的第一个第 n 阶差分。此外,如果差分 a_m, Deltaa_m, Delta^2a_m, ..., 对于某个固定的 m 值是已知的,那么第 n 项的公式由下式给出

 a_(n+m)=sum_(k=0)^n(n; k)Delta^ka_m
(10)

(Sloane and Plouffe 1985, p. 10)。


另请参阅

后向差分, 中心差分, 差分方程, 均差, 牛顿前向差分公式, 倒数差分

使用 探索

参考文献

Abramowitz, M. and Stegun, I. A. (Eds.). Handbook of Mathematical Functions with Formulas, Graphs, and Mathematical Tables, 9th printing. New York: Dover, p. 877, 1972.Sloane, N. J. A. and Plouffe, S. The Encyclopedia of Integer Sequences. San Diego, CA: Academic Press, p. 10, 1995.

在 上被引用

前向差分

引用为

Weisstein, Eric W. "前向差分。" 来自 Web 资源。 https://mathworld.net.cn/ForwardDifference.html

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