**一階微分方程的解法
一、可分離變數的方程
(1)、形如
當時,得到,兩邊積分即可得到結果;
當時,則也是方程的解。
例1.1、
解:當時,有,兩邊積分得到
所以顯然是原方程的解;
綜上所述,原方程的解為
(2)、形如
當時,可有,兩邊積分可得結果;
當時,為原方程的解,當時,為原方程的解。
例1.2、
解:當時,有兩邊積分得到
,所以有;
當時,也是原方程的解;
綜上所述,原方程的解為。
2、可化為變數可分離方程的方程
(1)、形如
解法:令,則,代入得到為變數可分離方程,得到再把u代入得到。
(2)、形如
解法:令,則,代入得到為變數可分離方程,得到再把u代入得到。
(3)、形如
解法:、,轉化為,下同①;
、,的解為,令
得到,,下同②;
還有幾類:
以上都可以化為變數可分離方程。
例2.1、
解:令,則,代入得到,有
所以,把u代入得到。
例2.2、
解:由得到,令,有,代入得到
,令,有,代入得到,化簡得到,,有,所以有,故代入得到
3、一階線性微分方程
一般形式:
標準形式:
解法:1、直接帶公式:
2、積分因子法:
, 3、ivp:,
例3、解:化簡方程為:,則
代入公式得到
所以,四、恰當方程
形如解法:先判斷是否是恰當方程:
如果有恆成立,那麼原方程是個恰當方程,找出乙個 ,
有;例4、
解:由題意得到,
由得到,原方程是乙個恰當方程;
下面求乙個
由得,兩邊對y求偏導得到,得到,有,
故,由,得到
五、積分因子法
方程,那麼稱是原方程的積分因子;積分因子不唯一。
(1)當且僅當,原方程有只與x有關的積分因子,且為,兩邊同乘以,化為恰當方程,下同(4)。
(2)當且僅當,原方程有只與y有關的積分因子,且為,兩邊同乘以,化為恰當方程,下同(4)。
例5.1、
解:由得,且有,有,原方程兩邊同乘,得到化為,得到解為
例5.2、
解:由題意得到,,有
有,有,原方程兩邊同乘,得到,得到原方程的解為:
六、貝努力方程
形如,解法:令,有,代入得到,下同(3)
例6、解:令,有,代入得到,則,
有,,把u代入得到.
七、一階隱式微分方程
一般形式:,解不出的稱為一階隱式微分方程。
下面介紹四種型別:
①、形如,
一般解法:令,代入得到,兩邊對x求導得到,這是關於x,p的一階線性微分方程,仿照(3),
1、得出解為,那麼原方程的通解為
2、得出解為,那麼原方程的通解為
3、得出解為,那麼原方程的通解為
②、形如
一般解法:令,代入有,兩邊對y求導,得到,此方程是一階微分方程,可以按照以上(1)—(5)求出通解,那麼原方程的通解為
③、形如
一般解法:設,,兩邊積分得到,於是有原方程的通解為
④、形如
一般解法:設,由關係式得,有,兩邊積分得到,於是有
例7.1
解:令,得到,兩邊對y求導,得到,
有,得到,於是通解為
例7.2
解:令,得到,兩邊對x求導,得到,有
,兩邊積分得到,於是通解為
例7.3
解:設有,所以
於是通解為
例7.4
解:設有,所以
於是通解為
八、裡卡蒂方程
一般形式:
一般解法:先找出乙個特解,那麼令,有,代入原方程得到 ,
化簡得到 ,為一階線性微分方程,解出
那麼原方程的通解為
例8 解:我們可以找到乙個特解,驗證:,代入滿足原方程。
令,,代入有,
化簡得到,,所以有
所以原方程的解為或
一階微分方程的初等解法 常微分方程
第二章一階微分方程的初等解法 2 1 已知試求函式的一般表示式。解對方程,兩邊關於求導得,即 分離變數,可求得 代入原方程可得,從而的一般表示式為。評注 本題中常數的確定不能直接通過所給積分方程得到,而是需將通解代回原方程來確定。2 2 求具有性質的函式,已知存在。解由導數的定義可得 顯然可得,故 ...
二階常微分方程的幾種解法
二階常係數非齊次線性微分方程的幾種解法 一公式解法 目前,國內採用的高等數學科書中,求二階常係數線性非奇次微分方程 1 通解的一般方法是將其轉化為對應的齊次方程的通階與它本身的特解之和。微分方程階數越高,相對於低階的解法越難。那麼二階常係數齊次微分方程是否可以降價求解呢?事實上,經過適當的變數代換可...
微分方程解法小結
1 首先通過幾個具體的問題來給出微分方程的基本概念。1 一條曲線通過點 1,2 且在該曲線上任一點m x,y 處的切線的斜率為2x,求這條曲線的方程。解設曲線方程為.由導數的幾何意義可知函式滿足 1 同時還滿足以下條件 時2 把 1 式兩端積分,得 即3 其中c是任意常數。把條件 2 代入 3 式,...