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含有未知函数或者微分的方程稱为微分方程。微分方程出现的未知函数的最高阶导数的阶数称为微分方程的阶。方程的通解的任意常数的个数与方程的阶数相同
这昰最简单的微分方程,只需要两边同时取积分即可解出
可见,微分方程的解法就是利用积分求解
对于有些不好直接积分的,则需要采取一些方法
以下是常见的一阶微分方程的常规解法。
比较简单的微分方程这种方程可以把两个变量(包括积分变量)各自分别移到等號左右。然后同时积分求解即可
解法:先看能不能分离变量,显然不能观察到此方程为齐次型。用齐次方程的解法来解
首先,把方程变形为标准形式
用u代y/x,然后代入方程
等等,分离到这里好像这个积分计算比较复杂。其实当我们注意到
时,就能联想到分母帶上根号,计算会稍难
这也是一个齐次方程啊。
所以齐次方程不一定化为要dy/dx有时可以根据情况做倒数。
接下来用u来代x/y
然后尝试分离變量求解。
该类型方程具有通解公式:
注意:在公式法求一阶线性微分方程若在计算积分过程中出现lnu,鈳以不用加绝对值这是可以证明的。
在标准形式的情况下进行以下操作
这样方程的左边就可以化为该因子和y的乘积的导数。
以上是公式的快速推导
关于一阶微分方程的推导,比较规范是使用常数变易法简单介绍一下
一阶线性微分方程的齐次方程是可分离变量的方程
鈳以解得对应齐次方程的通解为
将u(x)作为待定函数来解。等式两边求导
解:显然这是一个一阶线性方程而且是标准型。直接使用通解公式
这样,伯努利方程定义转化为了常规一阶线性方程
以上,常见的一阶线性方程及求解方法
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