高等數學實驗指導書

2022-05-23 11:06:04 字數 1822 閱讀 6674

實驗四微分方程

4.1實驗目的

掌握利用mathematica軟體解常微分方程的有關計算方法; 通過實驗進一步熟悉常微分方程的一些基本概念。

4.2實驗內容

一、 可分離變數的微分方程

例1 求微分方程的通解。

[實驗]輸入:dsolve[y'[x]= =2x y[x],y[x],x]

得結果:

說明:dsolve[eqn, y, x] solves a differential equation for the function y, with independent variablex.

例2 求微分方程滿足初始條件的特解。

[實驗]輸入:

simplify[dsolve[,v[t],t]]

得結果:

說明:dsolve[eqn, init, y , x]的功能是求微分方程eqn滿足初始條件init的特解y = y(x)。

例3 求微分方程滿足初始條件的特解。

[實驗]輸入:

得結果:

二、 齊次方程

例4 解方程。

[實驗]輸入:

得結果:

例5 解方程。

[實驗]輸入:

得結果:

例6 解方程。

[實驗]輸入:

dsolve[(2 x+y[x]-4)+(x+y[x]-1) y'[x] 0,y[x],x]

得結果:

三、 一階線性微分方程

例7 求方程的通解。

[實驗]輸入:

得結果:

例8 求一階線性微分方程滿足初始條件的特解。

[實驗]輸入:

得結果:

四、 伯努利方程

例9 求方程的通解。

[實驗]輸入:

得結果:

五、 可降階的高階微分方程

例10 求微分方程的通解。

[實驗]輸入:

得結果:

例11 求微分方程滿足初始條件的特解。

[實驗]輸入:

得結果:

例12 求微分方程滿足初始條件的特解。

[實驗]輸入:

得結果:

例13 求微分方程的通解。

[實驗]輸入:

得結果:

六、 高階線性微分方程

例14 求微分方程的通解。

[實驗]輸入:

得結果:

例15 求微分方程的通解。

[實驗]輸入:

得結果:

七、 常係數齊次線性微分方程

例16 求方程的通解。

[實驗]輸入:

dsolve[ y''''[x]-2 y'''[x]+5y''[x] 0 ,y[x],x]

得結果:

八、 常係數非齊次線性微分方程

例17 求微分方程的通解。

[實驗]輸入:

得結果:

例18 求微分方程的通解。

[實驗]輸入:

simplify[dsolve[ y''[x]+ y[x] x cos[2 x] ,y[x],x]]

得結果:

九、 尤拉方程

例19 求尤拉方程的通解。

[實驗]輸入:

得結果:

一十、 常係數線性微分方程組

例20 求微分方程組滿足初始條件的特解。

[實驗]輸入:

dsolve[,,x]

得結果:

說明: dsolve[eqn1, eqn2, init1 ,init2 , , , x] 的功能是求由微分方程 eqn1 , eqn2組成的微分方程組滿足初始條件:init1 , init2的特解 =(x) 、=(x)。

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