A unified explicit form for difference formulas to approximate the fractional and classical derivatives is presented. The formula gives finite difference approximations for any classical derivatives with a desired order of accuracy at nodal point in the computational domain. It also gives Gr\"unwald type approximations for fractional derivatives with arbitrary order of approximation at any point. Thus, this explicit unifies approximations of both types of derivatives. Moreover, for classical derivatives, it provides various finite difference formulas such as forward, backward, central, staggered, compact, non-compact etc. Efficient computations of the coefficients of the difference formulas are also presented that lead to automating the solution process of differential equations with a given higher order accuracy. Some basic applications are presented to demonstrate the usefulness of this unified formulation.


翻译:提供了一种统一明确的差异公式格式,以接近分数衍生物和古典衍生物。公式为任何古典衍生物提供了一定差异近似值,在计算域的节点的精确度要达到理想的顺序。它也为具有任意近似顺序的分数衍生物提供了Gr\"unwald类型近似值,在任何点点都有任意的近似值。因此,这明确统一了两种衍生物的近似值。此外,对于古典衍生物,它提供了各种有限的差异公式,如前向、后向、中央、交错、紧凑、不兼容等。对差异公式的系数进行了高效计算,从而使得差异方程式的解决方案进程自动化,且具有较高的顺序准确性。一些基本应用都展示了这种统一公式的实用性。

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