数值微分|中心差分法(Central Finite Difference Approximations)
求区间端点的导数时,不能用中心差分法。考虑在 个离散点 给出函数的情况,由于中心差分在 的两侧使用函数的值,因此我们将无法计算导数 。显然,需要只在 的一侧求值的差分表达式。这些表达式称为向前和向后有限差分(forward and backward finite difference approximations)。
由(1)可得
或者
同理,由(2)可得
(6)称为求 的一阶向前差分公式。(7)称为求 的一阶向后差分公式。
由(1)(3)可得求 的一阶向前差分公式:
一阶向前差分法的系数见下表。
一阶向后差分法的系数见下表。
由(1)(3)消去 可得
即
或者
(10)称为求 的二阶向前差分公式。二阶向前差分法的系数见下表。
二阶向后差分法的系数见下表。
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