常微分方程》複習提綱 ( 共7頁 )一. 計算方面----常微分方程主要可求解型別及解法要點1. 一階方程
(1) 一階變數可分離方程: ; ;
(2) 一階線性方程: ;
通解公式:
(3) 一階恰當方程:
積分因子:
單變數積分因子: ;
恰當方程解法:分項組合法(又稱湊微分法)
或者用偏積分法:,
(4) 一階隱方程:
型解法:
型解法:
2.n階線性常係數方程
(1) n階線性常係數齊次方程:
特徵方程:
基解組求法:
(2) n階線性常係數非齊次方程:
其特解的求法:
a) 常數變易法:令
則: b) 待定係數法:
,可待定,其中是k重特徵根
,可待定,
其中=是k重特徵根,l=max
c) 拉斯變換法:
3. 尤拉方程:
運算元解法:,
4.高階可降階方程:,
注意:特殊變係數線性方程解法:降解法,冪級數法,湊微分法,常數變易法。
5.一階n維線性常係數方程組
(1).一階n維線性常係數齊次方程組:
基解矩陣求法:
a)b) a可相似對角化,即存在可逆陣p,使得:
(特:a具有n個不等的特徵根)
則: ( 此種情況下也是方程的基解矩陣 ,但有可能是復的)c)a只有乙個n重特徵根, 則:
d)其中:
(2).一階n維線性常係數非齊次方程組:
其特解的求法:常數變異法(特殊自由項可用待定係數法)令則:
滿足初始條件的特解:
二. 理論方面
1. n階常微分方程: (滿足存在唯一性定理條件)其通解:含有n個獨立任意常數的解的一般表示式2. 存在唯一性定理及相關定理
(1)一階方程初值問題
解的存在唯一性定理:
條件:結論:
解的延拓定理:
條件:結論:
解對初值連續依賴性定理:對於方程:
條件:結論:
(2)n階線性方程初值問題:
解的存在唯一性定理的條件:
結論:(3)一階n維線性方程組初值問題:
解的存在唯一性定理的條件:
結論:3. 線性方程解的疊加性與解結構定理
(1) n階線性方程解分拆與疊加性:( 要求證明 )1)若是(齊)的解,則是(齊)的解
2)若是(非齊)的解,則是(齊)的解
3)對於a)
b)c)
d) 若是(a)的解,則分別是(b),(c)的解,是(d)的解(2) n階線性方程解結構(在滿足存在唯一性定理條件下)n階(齊)線性方程一定具有n個線性無關解即基解組:
n階(齊)線性方程的任一解可表示為=
n階(非齊)線性方程的任一解可表示為=
*思考:n階(非齊)線性方程有幾個線性無關解,你能證明嗎?
(3)一階n維線性方程組解分拆與疊加性:( 要求證明 )1)若是(齊)的解,則是(齊)組的解
2)若是(非齊)組的解,則是(齊)組的解
3)對於a)
b)c)
d) 若是(a)的解,則分別是(b),(c)的解,是(d)的解
(4)一階n維線性方程組解結構 (在滿足存在唯一性定理條件下)一階n維(齊)線性方程組一定具有n個線性無關解即基解組:
基解陣: ; 滿足:
一階n維(齊)線性方程組的任一解可表示為=一階n維(非齊)線性方程組的任一解可表示為=*思考:一階n維(非齊)線性方程組有幾個線性無關解?
(5) 伏朗斯基行列式與線性方程解的線性相關性的判定n階線性方程的n個解的伏朗斯基行列式
一階n維線性方程組的n個解的伏朗斯基行列式具有性質:n個解線性相關
n個解線性相無關恆不為零
因此,可利用、來判斷n個解線性相關與無關
(6)n階線方程:可化為n維線性方程組:
## 練習:求解下列方程及方程組。
1) 2)
3) 4)
5) 6)
7) ,,
8)9) ,
1011)
12)13)求與曲線族正交的曲線族
14)畫出方程的方向場示意圖
15)討論方程解的存在性和唯一性
16)驗證實變數復值向量函式是齊線性方程組:
的解。並求方程組的通解17)
常微分方程
第一節基本概念 一 基本知識 1 微分方程的概念 1 微分方程 含有未知函式的導數 或微分 的方程稱為微分方程 未知函式為一元函式的叫常微分方程 未知函式為多元函式的叫偏微分方程 2 微分方程的階 方程中未知函式導數的最高端數叫該微分方程的階,同時該方程就叫做階微分方程 3 微分方程的解 使微分方程...
常微分方程
一 單項選擇題 1.下列四個微分方程中,三階常微分方程有 個 12 34 a.1b.2c.3d.4 a.n階常係數非齊線性常微分方程 b.n階變係數非齊線性常微分方程 c.n階變係數非線性常微分方程d.n階常係數非線性常微分方程.3.微分方程的乙個解是 abcd.4.是某個初值問題的唯一解,其中方程...
常微分方程小結
組員 黎英 2010104417 韋旭 2010104408 陸華豪 2010104505 常微分 常微分方程 只含乙個自變數的微分方程.方程1.11 1.12 1.13 是常微分方程的例子,是未知函式,僅含乙個自變數.微分方程的階數 微分方程中出現的最高端導數的階數.例如,方程 1.12 1.13...