码迷,mamicode.com
首页 > 其他好文 > 详细

高数——微分方程的通解和特解

时间:2020-02-01 21:32:19      阅读:1101      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:表达式   not   src   变量   链接   微分方程   条件   分离   目标   


链接:https://www.zhihu.com/question/361526180/answer/962015370

微分方程中通解与特解的定义:

y‘‘+py‘+qy=0,等式右边为零,为二阶常系数齐次线性方程;

y‘‘+py‘+qy=f(x),等式右边为一个函数式,为二阶常系数非齐次线性方程。

可见,后一个方程可以看为前一个方程添加了一个约束条件。

对于第一个微分方程,目标为求出y的表达式。由此得到的解,称为【通解】,通解代表着这是解的集合。

因为M个变量,需要M个个约束条件才能全部解出。由此,在变量相同的条件下,多一个约束条件f(y),就可以多确定一个解,此解就称为【特解】。

求微分方程通解的方法:

方程
技术图片 叫做一阶线性微分方程,因为它对于未知函数技术图片及其导数是一次方程. 如果技术图片,则方程(1)称为齐次的;如果技术图片,则方程(1)称为非齐次的.
  • 为了求出非齐次线性方程(1)的解,我们先把技术图片 换成零而写成方程

技术图片

方程(2)叫做对应于非齐次线性方程(1)的齐次线性方程.

  • 齐次方程(2)分离变量后,得

技术图片

两端积分,得

技术图片

技术图片

这便是对应的齐次线性方程(2)的通解.

  • 常数变易法:把(2)的通解中的技术图片换成技术图片 的未知函数技术图片,作变换

技术图片

于是

技术图片

将(3)和(4)代入方程(1),得

技术图片

等号左边中间两项抵消掉,得

技术图片

两端积分,得

技术图片

  • 把上式代入(3),便得非齐次线性方程(1)的通解

技术图片

  • 将(5)式改写成两项之和

技术图片

  • 第一项是对应的齐次线性方程(2)的通解
  • 第二项是非齐次线性方程(1)的一个特解(在通解(5)中取技术图片便得到这个特解).
一阶非齐次线性方程的通解等于对应的齐次方程的通解与非齐次方程的一个特解之和.
  • 求方程

技术图片

的通解.

  • 先用分离变量法求对应的齐次方程

技术图片

的通解.

技术图片

两边求不定积分,得

技术图片

也即

技术图片

  • 常数变易法,把技术图片换成技术图片,即令

技术图片

技术图片

代入所给非齐次方程,得

技术图片

两端积分,得

技术图片

  • 再把上式代入(6)式,即得所求方程的通解为

技术图片

 

高数——微分方程的通解和特解

标签:表达式   not   src   变量   链接   微分方程   条件   分离   目标   

原文地址:https://www.cnblogs.com/Hqx-curiosity/p/12249886.html

(0)
(0)
   
举报
评论 一句话评论(0
登录后才能评论!
© 2014 mamicode.com 版权所有  联系我们:gaon5@hotmail.com
迷上了代码!