怎么求微分方程的通解目录
我们要找出一个微分方程的通解。
首先,我们需要知道微分方程的一般形式,然后使用适当的方法来求解。
一个一阶线性微分方程的一般形式是:
y' p(x)y = q(x)
其中,p(x) 和 q(x) 是已知函数,y 是未知函数。
对于这种形式的微分方程,我们可以使用分离变量法来求解。
分离变量法的基本思想是将方程中的 y 和 x 分开,然后分别对 y 和 x 进行积分。
具体步骤如下:
1. 将方程 y' p(x)y = q(x) 改写为 y' / y = - p(x)y q(x)
2. 分别对 y 和 x 进行积分,得到 ln|y| = -∫p(x)dx ∫q(x)dx C
3. 解出 y,得到 y = e(-∫p(x)dx ∫q(x)dx C)
其中,C 是积分常数。
通过分离变量法,我们得到微分方程的通解为:y = yexp(-C - x3/3 - x2)
微分方程的通解公式:
1、一阶常微分方程通解
dydx p(x)y=0dydx p(x)y=0。
2、齐次微分方程通解
y=ce∫p(x)dx。
3、非齐次微分方程通解
y=e∫p(x)dx(c ∫q(x)e∫p(x)dxdx)。
4、二阶常系数齐次线性微分方程通解
y′′ py′ qy=0(),其中p,q为常数求解Δ=r2 pr q=0解出Δ两个根r1,r2。
换元u=tanx,那么就有y" y/u=u^2 1 (1)
y" y/u=0 (2)的通解可以直接求。
设y=u^3 au^2 bu为(1)的特解,则有au 6u=0 b 2a=1,故y=u^3-6u^2 13u
加上(2)的通解即为(1)的通解
补充:上面的解法确实不完整,求(2)的通解要花些力气,我还没想到。
你说的固定解法似乎是没有的,至少我没听说过
微分方程的解通常是一个函数y=f(x),(含一个或多个待定常数,由初始条件确定)。
例如:
其解为:
其中C是待定常数;
如果知道
则可推出C=1,而可知 y=-\cos x 1。
一阶线性常微分方程
对于一阶线性常微分方程,常用的方法是:
对于方程:y p(x)y q(x)=0,可知其通解:
然后将这个通解代回到原式中,即可求出C(x)的值。
二阶常系数齐次常微分方程
对于二阶常系数齐次常微分方程,常用方法是求出其的解
对于方程:
可知其通解:
其特征方程:
根据其特征方程,判断根的分布情况,然后得到方程的通解
一般的通解形式为:
若
则有
若
则有
在根的情况下:
r=α±βi
扩展资料
一阶微分方程的普遍形式
一般形式:F(x,y,y)=0
标准形式:y=f(x,y)
主要的一阶微分方程的具体形式
约束条件
微分方程的约束条件是指其解需符合的条件,依常微分方程及的不同,有不同的约束条件。
常微分方程常见的约束条件是函数在特定点的值,若是高阶的微分方程,会加上其各阶导数的值,有这类约束条件的常微分方程称为初值问题。
若是二阶的常微分方程,也可能会指定函数在二个特定点的值,此时的问题即为边界值问题。
若指定二点数值,称为狄利克雷边界条件(第一类边值条件),此外也有指定二个特定点上导数的边界条件,称为边界条件(第二类边值条件)等。
偏微分方程常见的问题以边界值问题为主,不过边界条件则是指定一特定超曲面的值或导数需符定特定条件。
唯一性
存在性是指给定一微分方程及约束条件,判断其解是否存在。
唯一性是指在上述条件下,是否只存在一个解。
针对常微分方程的初值问题,皮亚诺存在性定理可判别解的存在性,-利普希茨定理 [4] 则可以判别解的存在性及唯一性。
针对偏微分方程,柯西-克瓦列夫斯基定理可以判别解的存在性及唯一性。
皮亚诺存在性定理可以判断常微分方程初值问题的解是否存在。
参考资料来源:
参考资料来源: