第十四讲   动态系统---差分方程

    (教材:第十四章     动态系统---差分方程)

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    (二) 进一步的模型---包含厂商价格期望的模型

    假设

    假设讨论

    数学模型

    模型求解

    假设: 本期的供应量与厂商对本期价格的预期有关。设

    此处 是厂商对本期价格的期望。

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    假设讨论:若 ,表示厂商认为本期的价格和将和上一期的实际价格一样,这样得到的供应函数和前面相同。若取

    ),

    表示厂商认为本期的价格是上一期的实际价格加上一个修正量

    。

    当 时,表示厂商认为价格还会延续上一期的趋势: 上一期相对前一期上升,则本期的价格也将比上一期上升; 上一期相对前一期下跌,则本期的价格也将比上一期下跌。当 时,表示厂商认为价格的变化趋势会发生改变: 上一期相对前一期上升,则本期的价格将比上一期下跌;上一期相对前一期下跌,则本期的价格反而将会比上一期上升。

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    数学模型:由供需平衡得到数学模型

     。

    整理后得到

     。      (8)

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    模型求解:为求解此方程,我们设法先求出方程如下形式的一个特解:

    ,

    其中  是待定常数。代入方程后得到等式

     。

    可以解得  。这个解也就是静态平衡解。

    为求出方程 (8) 的一般解,作函数变换 ,其中 为已求得的平衡解。以 代入方程 (8),得  满足方程

    。  (9)

    设方程 (9) 的解为如下形式的函数:

      。

    其中  是待求的不为零的常数 ( 时 是一个显然解)。代入方程后得

     。

    可改写为关于  的二次代数方程

    .

    解此方程一般可以得到两个解  。于是方程 (8) 的解的一般形式为

    其中 是两个任意常数,可以由具体情况确定。

     三. 求解简单差分方程模型的方法

    下面形式的差分方程,我们称之为二阶线性常系数差分方程:

                (10)

    这里的 、、 都是已知常数。注解

    可按下列步骤求解二阶线性常系数差分方程(10) 。

    1. 先求方程(10)的一个特解

    由于方程右端是一个常数 ,我们尝试求 形式的解,其中 是待定的常数。代入方程(10)后我们得到等式

    。

    一般(若 )得到解 。

    2. 再以 形式代入方程,求出 满足的方程

    以 形式代入方程

    得到 满足差分方程

         (11)

     注:比较方程(10)和(11),两个方程的右端相同,差别仅在于方程右端:(11)右端为0,(10)右端不为0 。称方程(11)为方程(10)对应的齐次方程。

    到此注结束

    3. 求 的表达式

    设方程(11)的解为如下形式的函数:

    其中 是待求的不为零的常数 ( =0 时 是一个显然解)。代入方程后得

    约去不为零的因子 后得到关于 的一个二次代数方程

    。

    解此方程一般可以得到两个解 。于是方程(11)的解的一般形式为

    ,

    其中 、  是两个任意常数,由具体情况确定。

    4. 方程(10)的解的一般形式为

    ,

     

    〔例3〕求解下列方程满足 、 的解:

          (12)

     解 1.先求上述方程的常数解 ,代入方程后得到 。

    2.以 代入方程, 满足对应的齐次方程

    3. 求 形式的解, 满足一元二次代数方程

      。

     得到 、3 。

    4. 满足方程(12)的 :

    。

     由 、 的要求,可得到

    。

    解得 、 。满足要求的解为

    。

     

    作业简答

    思考题

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