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最新常微分方程常见形式及解法
如果可以得到 μ(x, y):
其中
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03 一般二阶微分二阶
解法
原方程乘以 2dy/dx, 代换
通解
一阶线性,非齐次的函数系数
, 然后两次积分. 积分因子:
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01
可分离方程
微分方程
解法
一阶,变量 x 和 y 均可分离
分离变量(除以P2Q1)。
一阶,变量 x 可分离
直接积分。
一阶,变量 y 可分离
分离变量(除以 F)。
一阶,变量 x 和 y 均可分离
整个积分。
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对于一阶线性常微分方程,常用的方法是常 数变易法: 对于方程:
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
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02 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 用方法是求出其特征方程的解 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(在r1=r2的情况下):
(在的r1≠r2情况下): (在共轭复数根的情况下):
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一般通解
01
可分离方程
02
一般一阶微分方程
03
一般二阶微分方程
04
线性方程 (最高到n阶)
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常微分方程常依其阶数分类,阶数是指自变数导数的 最高阶数,最常见的二种为一阶微分方程及二阶微分 方程。例如以下的贝塞尔方程:
(其中y为应变数)为二阶微分方程,其解为贝塞尔
函数。___________________________
2
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常见例子
以下是常微分方程的一些例子,其中u为未知的函数,自变 数为x,c及ω均为常数。
常微分方程常见形式及解法
知行1301 13275001
毕文彬
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微分方程指描述未知函数的导数与自变量之间的关系 的方程。微分方程的解是一个符合方程的函数。而在 初等数学的代数方程,其解是常数值。 常微分方程(ODE)是指一微分方程的未知数是单一 自变数的函数。最简单的常微分方程,未知数是一个 实数或是复数的函数,但未知数也可能是一个向量函 数或是矩阵函数,后者可对应一个由常微分方程组成 的系统。微分方程的表达通式是:
余函数 yc: 设 yc = eαx, 如果 b2 > 4c, 则: 代换并解出 α 中的多项
二阶线性,非齐次的常系数
式,求出线性无关函数 。 特解 yp:一般运用常数 如果 b2 = 4c, 则:
变易法,虽然对于非常
容易的 r(x) 可以直观判 如果 b2 < 4c, 则:
断。
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简易微分方程的求解方法
01
一阶线性常微分方程
02
二阶常系数齐次常微分方程
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01 一阶线性常微分方程
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谢谢观看
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通解
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02 一般一阶微分方程
微分方程 一阶,齐次 一阶,可分离变量
恰当微分, 一阶
其中
反常微分, 一阶
解法
令 y = ux,然后通过分离 变量 u 和 x 求解.
通解
分离变量(除以 xy)。
如果N = M, 解为xy = C.
整个积分。 积分变量 μ(x, y) 满足
其中 Y(y) 和 X(x) 是积分出来 的函数而不是常数,将它们列在 这里以使最终函数 F(x, y) 满足初 始条件。
非齐次一阶常系数线性微分方程:
齐次二阶线性微分方程:
描述谐振子的齐次二阶常系数线性微分方程:
非齐次一阶非线性微分方程:
描述长度为L的单摆的二阶非线性微分方程:
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微分方程的解
微分方程的解通常是一个函数表达式(含一 个或多个待定常数,由初始条件确定)。例如 : dy/dx=sinx, 的解是 y=-cosx+C, 其中C是待定常数; 例如,如果知道 y=f(π)=2, 则可推出 C=1, 而可知 y=-cosx+1,