二阶线性差分方程中的根/特征值的讨论

二阶线性差分方程的齐次解/通解

以下面的二阶线性差分方程为例

$ay_{t+2}+by_{t+1}+cy_t = d$

我们在求该差分方程的齐次解(通解)时,会令等式右边等于0,得到二阶齐次线性差分方程:

$ay_{t+2}+by_{t+1}+cy_t = 0$

并假设

$y_t = A\omega^t$

把该假设代入上面齐次方程,整理后得到:

$a\omega^2+b\omega+c = 0$

这个一元二次方程的根为

$\omega = \frac{-b\pm\sqrt{b^2-4ac}}{2a}$

 

 

二阶线性差分方程中的根

$\omega$是该方程的根(characteristic root),又称为该方程的特征值(eigen value)。此时$\omega$可以分成三种情况讨论。

 

$b^2-4ac >0 $

此时$\omega$分别为两个不相同的实数

差分方程的齐次解为:

$y_h(t) = A_1\omega_1^t+A_2\omega_2^t$

 

$b^2-4ac = 0$

此时$\omega$为重根<


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