什么是微分方程

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微分方程的类型:—— N阶 齐次 / 非齐次 微分方程

解微分方程:

微分方程解法 - 图6

一阶微分方程

微分方程解法 - 图7

可分离变量的方程——N(y)≠0,

微分方程解法 - 图8
我们可以化成(分离变量法):
微分方程解法 - 图9
边同时积分:
微分方程解法 - 图10
则得结果:
微分方程解法 - 图11

一阶线性微分方程的通式

微分方程解法 - 图12

可以运用通解公式(常数变易法):
微分方程解法 - 图13

伯努利方程(特殊的高阶微分方程)

微分方程解法 - 图14
解法步骤:n≠0,1时,上方程可以通过变换 微分方程解法 - 图15 转化成一阶线性微分方程!
(1)两边同时除以 微分方程解法 - 图16 ,得到:
微分方程解法 - 图17
(2)令微分方程解法 - 图18,则得到
微分方程解法 - 图19
即有
微分方程解法 - 图20
(3)把
微分方程解法 - 图21
带入方程
微分方程解法 - 图22
则得到
微分方程解法 - 图23
这是关于z的一阶线性微分方程,再用公式法求出z即可
(4)利用变换 微分方程解法 - 图24 就可以得到y。

全微分方程:

微分方程解法 - 图25

如果将一阶微分方程写成
微分方程解法 - 图26
形式后,如果左端恰好是某个函数
微分方程解法 - 图27
的全微分:
微分方程解法 - 图28
那么我们就把方程
微分方程解法 - 图29
(也可写成 微分方程解法 - 图30 )叫做全微分方程。
其中
微分方程解法 - 图31
微分方程解法 - 图32
全微分方程的充要条件:
微分方程解法 - 图33
在区域G内恒成立,当满足此条件时,全微分方程的通解为:
微分方程解法 - 图34

二阶线性微分方程:

一般式:

微分方程解法 - 图35

本文只简述二阶线性常系数微分方程:
微分方程解法 - 图36

解法

  • 求出其对应的齐次方程的通解
  • 求出对应的特解

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