Решение разностных уравнений
Операторная форма записи разностных уравнений.
Введем обозначения:
- оператор разности,
Z – оператор смещения решетчатой функции на один такт.
,
.
Связь операторов и Е.
,
отсюда или .
Пример. Преобразуем уравнение в рекуррентную форму.
.
Отсюда или
Тогда .
Так же как и в случае дифференциальных уравнений, решение разностного уравнения ищется в виде суммы двух составляющих:
1) общее решение однородного разностного уравнения;
2) частное решение неоднородного уравнения с правой частью.
Для разностного уравнения так же существует понятие характеристического уравнения.
Общее решение однородного уравнения имеет вид:
,
где (k = 1,2,…,) – корни характеристического уравнения.
Исходное уравнение:
- характеристическое уравнение.
– произвольные постоянные, определяемые из начальных условий.
Частное решение неоднородного уравнения.
Если в правой части уравнения стоит константа, то решение ищется в виде постоянной.
Если в правой части уравнения полином относительно , то и решение ищется в виде полинома того же порядка.
Пример.
. Отсюда .
Подставим в исходное уравнение частное решение
Отсюда или .
, тогда .
, тогда .
.
Отсюда .
.