ODE

一、前言 前一段时间接触常微分方程组拟合的时候，发现了使用 RNN 求解常微分方程组的办法。感觉很有意思，于是记录一下。 参考： 貌离神合的RNN与ODE：花式RNN简介 基于RNN的微分方程拟合 二、常微分方程组和欧拉法 所谓常微分方程，指的是只具有单一自变量的微分方程，如假设加速度 $a$ 一定，则速度 $v$ 满足微分方程 $$ \frac{dv}{dt} = a $$ 速度 $v$ 只与时间 $t$ 有关，那么该微分方程即常微分方程。与之对应的是偏微分方程，不过不在本文的讨论范围内。 类似的，路程 $s$ 也满足微分方程 $$ \frac{ds}{dt} = v $$ 那么关于 $v, s$ 的两个常微分方程就可以组成常微分方程组 $$ \begin{cases} \frac{dv}{dt} = a \\ \frac{ds}{dt} = v \end{cases} $$ 虽然上面的方程组很容易求出解析解，但许多常微分方程组却难以找到解析解，甚至解析解根本不存在。这种情况就需要求出数值解。 还举上面那个简单的物理问题为例，我们设 $t$ 时刻速度和路程为 $v_t, s_t$，那么可以令 $$ \begin{cases} v_{t_m} &= v_{t_{m-1}} + a \Delta t \\ s_{t_m} &= s_{t_{m-1}} + v_{t_m} \Delta t \end{cases} $$ 其中 $t_{m-1} < t_{m}, \Delta t = t_{m} - t_{m-1}$，这样就近似得到了速度和路程随时间变化的数值解。此种方法也是游戏物理引擎中进行运动学模拟的基本方法。因为是欧拉发明的，所以也叫做欧拉法。...