emsp;将连续世界的微分与离散世界的差分并排比较,为了让对比性增强,所以写得很繁琐。
连续世界的微分←→离散世界的差分
Df(x)←→Δf(x)
lim<h→0,(f(x+h)-f(x+0))/((x+h)-(x+0))>←→(f(x+1)-f(x+0))/((x+1)-(x+0))
6.3微分与差分
……米尔迦似乎很高兴,每次听她说话都会不知不觉地被拉到别的世界去。
啊,不过还是要好好和她说清楚。
「米尔迦,上次坐在我旁边的那个女孩……」
她将注意力从笔记本中移开,转头看向我,脸上一瞬间浮现了疑惑的表情后,立刻又将视线移回算式上。
「她是我国中时的学妹,然后……」
「我知道。」
「咦?」
「你之前说过了。」
她仍然注视着笔记本。
「然后,有时候我会教她数学。」
「这我也知道。」
「……」
「不具体说明就无法传达。」
她说完话就将自动铅笔在指间旋转。
◎◎◎
6.3.1一次函数x
「不具体说明就无法传达。」不用抽象的f(x),要用具体的函数来思考。
例如说将一次函数f(x)=x用微分与差分互相比较。
首先是微分。
Df(x)=Dx由f(x)=x得到
=lim<h→0,((x+h)-(x+0))/((x+h)-(x+0))>由微分算子D的定义得到
=lim<h→0,1>
=1
然后是差分。
Δf(x)=Δx由f(x)=x得到
=(x+1)-(x+0)由微分算子D的定义得到
=1
微分与差分同样是1,这样就能确定函数f(x)=x的微分与差分是一样的。
6.3.2二次函数x<平方>
再来思考二次函数f(x)=x<平方>,这次微分与差分也会一样吗?
微分。
Df(x)=Dx<平方>由f(x)=x得到
=lim<h→0,((x+h)<平方>-(x+0)<平方>)/((x+h)-(x+0))>由微分算子D的定义得到
=lim<h→0,(2xh+h<平方>)/h>整理
=lim<h→0,2x+h>将h约分
=2x
然后是差分。
Δf(x)=Δx<平方>由f(x)=x得到
=(((x+1)<平方>)-(x+0)<平方>)/((x+1)-(x+0))由微分算子D的定义得到
=(x+1)<平方>-x<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)=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(x)=(x-0)(x-1)
试着计算f(x)=(x-0)(x-1)的差分。
Δf(x)=Δ(x-0)(x-1)
=((x+1)-0)((x+1)-1)-((x+0)-0)((x+0)-1)
=(x+1)×x-x×(x-1)
=2x
你看,这样就和微分一