我不确定如何去解释这一点。

我正在解决一个相当大的微分方程组,DSolve有时会吐出替换规则列表,其中包括带有#1的项。我知道#1是一个参数的占位符,但我不知道它来自何处。

如果我有一个方程组类似于

eqs = {
x1'[t] = a1*x1[t] + b1*y1[t]
x2'[t] = a2*x2[t] + b2*y2[t]
...
y1'[t] = c1*y1[t] + d1*x1[t]
y2'[t] = c2*y2[t] + d2*x2[t]}


DSolve[eqs,vars,t]吐出类似

x1 -> e^(-ta1)
x2 -> e^(-t)RootSum[a1a2+a3b4#1 + a3a1b2#1]
...


显然要复杂一点,但是您明白了。

文档中没有任何内容提示发生这种情况的原因,并且仅在某些参数置换下发生(例如,当我在原始系统中使用参数时,它要么起作用要么不起作用)

最佳答案

RootSum可以由Integrate生成,而DSolve在内部使用,如下所示:

In[511]:= Integrate[1/(1 + x + x^2 + x^3 + x^4), x]

Out[511]= RootSum[1 + #1 + #1^2 + #1^3 + #1^4 &,
 Log[x - #1]/(1 + 2 #1 + 3 #1^2 + 4 #1^3) &]


它表示Sum[ Log[x-t]/(1+2*t+3 t^2+4 t^3), {t, {"roots of 1+t+t^2+t^3+t^4"}]的符号表达式(注意,故意使用无效语法)。您可以使用Normal恢复预期的标准格式:

In[512]:= Normal[%]

Out[512]=
Log[(-1)^(1/5) + x]/(1 - 2 (-1)^(1/5) + 3 (-1)^(2/5) - 4 (-1)^(3/5)) +
  Log[-(-1)^(2/5) + x]/(
 1 - 4 (-1)^(1/5) + 2 (-1)^(2/5) + 3 (-1)^(4/5)) +
 Log[(-1)^(3/5) + x]/(
 1 - 3 (-1)^(1/5) - 2 (-1)^(3/5) + 4 (-1)^(4/5)) +
 Log[-(-1)^(4/5) + x]/(1 + 4 (-1)^(2/5) - 3 (-1)^(3/5) + 2 (-1)^(4/5))


或直接使用Sum

In[513]:= Sum[
 Log[x - t]/(1 + 2*t + 3 t^2 + 4 t^3), {t,
  t /. {ToRules[Roots[1 + t + t^2 + t^3 + t^4 == 0, t]]}}]

Out[513]=
Log[(-1)^(1/5) + x]/(1 - 2 (-1)^(1/5) + 3 (-1)^(2/5) - 4 (-1)^(3/5)) +
  Log[-(-1)^(2/5) + x]/(
 1 - 4 (-1)^(1/5) + 2 (-1)^(2/5) + 3 (-1)^(4/5)) +
 Log[(-1)^(3/5) + x]/(
 1 - 3 (-1)^(1/5) - 2 (-1)^(3/5) + 4 (-1)^(4/5)) +
 Log[-(-1)^(4/5) + x]/(1 + 4 (-1)^(2/5) - 3 (-1)^(3/5) + 2 (-1)^(4/5))

In[514]:= % - %% // FullSimplify

Out[514]= 0

08-19 20:01