平方>整理过后
=2x+1
x<平方>的微分是2x,但是差分却是2x+1,和刚才f=x不一样,这次的微分与差分并不一致,这样就太无趣了,要怎么做才能让它们互相对应呢?
问题6-2
对应于连续世界的函数x<平方>,定义离散世界的函数。
……「要怎么做?」我因为米尔迦的问题陷入沉思,要如何才能让微分与差分互相对应,但是并没有想到什么好办法,在确定我没有要回答的意思之后,米尔迦用和缓的语调缓缓地开始说明。
◎◎◎
其实原本就无法用离散世界的x<平方>来对应连续世界的x<平方>,需要用在离散世界中替代x<平方>的这个函数来思考。
f=
试着计算f=的差分。
Δf=Δ
=-0)-1)--0)-1)
=×x-x×
=2x
你看,这样就和微分一样了。
也就是说连续世界里x<平方>对应的是离散世界的。
为了让x<n次方>这个乘幂的对应更清楚,就以新的x<n次递降阶乘>这个递降阶乘来思考吧,对应的状况就像这样。
乘幂递降阶乘
x<平方>=x×xx<2次递降阶乘>=
若是写得更冗长,就能更清楚地看见对应的关系。
x<平方>=←→x<2次递降阶乘>=
解答6-2
x<2次递降阶乘>=
在这里使用的递降阶乘xn如下定义。
※※递降阶乘的定义
x<n次递降阶乘>=…))(共n个)
举例来说:
x<1次递降阶乘>=
x<2次递降阶乘>=
x<3次递降阶乘>=
x<4次递降阶乘>=
6.3.3三次函数x<立方>
那这次思考f=x<立方>。
首先是微分。
Df=Dx<立方>
=lim<h→0,<立方>)-<立方>))/-)>
=lim<h→0,-x<立方>)/h>
=lim<h→0,/h>
=lim<h→0,3x<平方>+3xh+h<平方>)>
=3x<平方>把不包含h的项留下
在离散的世界中,对应x<立方>的是x<3次递降阶乘>=,现在来计算x<立方>的差分。
Δf=Δx<3次递降阶乘>
=Δ
=-0)-1)-2)--0)-1)-2)
=-
=-)提取因式
=3
=3x<平方>
使用递降阶乘x<n次递降阶乘>的话,就能让微分与差分充分对应。
x<立方>←→x<3次递降阶乘>=
Dx<立方>=3x<平方>←→Δx<3次递降阶乘>=3x<平方>
广义化。
x<n次方>的微分←→x<n次方>的差分
Dx<n次方>=nx<n-1次方>←→Δx<n次方>=nx<n-1次递降阶乘>
6.3.4指数函数e<x次方>
我们对微分算子定义了差分算子,再来为了让微分与差分完:对应,对乘幂x。定义了递降阶乘。
而现在要开始讨论指数函数e<x次方>,也就是寻找离散世界的指数函数。
※※问题6-3
对于连续世界的指数函数e<x次方>,定义离散世界的函数。
指数函数e<x次方>如同式子所示,是定数e的x次方函数,定数e是被称为自然对数的底的无理数。其值为2.718281828……虽然这是一个重要的知识,不过现在要站在更广的视点来看它。
指数函数e,在连续世界中有什么样的性质呢?
在这里稍微思考一下与微分关联的指数函数的本质。
指数函数e<x次方>最重要的性质就是『即使微分仍然不会改变』,也就是微分e<x次方