一、一階線性微分方程
兩種形式:
非齊次:????????
齊次:? ? ? ? ? ?
推導過程
推導公式的過程一般由特殊到一般:所以先求解齊次方程的解
?(然后對等式兩邊同時積分)
再來求非齊次方程的解,由齊次解中的常數c聯想非齊次方程中的Q(x)
c如果是關于x的方程,那么由這個解就能推出非齊次方程的形式
那么直接有推斷的式子;????????
由于這個式子同時出現了C(x)與p(x)的乘積,為了能結合原方程式(含有p(x)y 且不含C(x)p(x)),所以將(1)式左右同乘p(x),并與(2)相加
?(將e移到右邊再同時積分)
?(再將這個C(x)代入解的式子中)
(最終解)
例題
- ?p(x) 是誰
- ?Q(x) 是誰
- 公式用哪個
????????
?(兩邊求倒數,可以解出y關于x的解)
二、伯努利方程
- 如果α=0,則是一階非齊次的形式
- 如果α=1,則是一階齊次的形式
- 故這里僅考慮α≠0,1的情況
推導過程
?(將右邊y項除到左邊)
注意到1-α剛好比-α高一次,如果換元可以大大簡化式子(令 z = y^(1-α) )
這時候直接看作z與x的一階線性微分方程求解,最后根據z與y的關系回代即可得到最終解
- 將y的次方移項
- 換元
- 看作新未知數的一階方程求解
- 根據關系回代得到結果
例題
???????
?(兩邊求倒數后選擇將一個看作未知數,根據滿足伯努利公式形式的方程的解)
三、常系數齊次線性微分方程
二階常系數齊次線性方程
解法
- 寫特征方程(改寫為
)
- 根據 △ 大于0(小于0、等于0)三種情況,代入三種根的解(r1、r2為特征方程的兩個根)
?時 直接根據中學的求根公式得到根
????????
????????
????????
例題
求微分方程通解????????
- 寫特征方程?
- 改寫方程形式得到?
- 這時可以看到是有r1=r2=0(二重實根),計算得到r3,r4為單復根
- 結果?
暫時沒復習到線代部分,我看網課對這里的單復的理解就是,這個解如果有和它相等的,那這個就是復根,有多少個相同的就是多少重復根,這也能講得通為什么 △>0時表現出來的是兩個單實根,而等于0時表現出來的是2重復根
四、常系數非齊次線性微分方程
這部分的教材資料可以參考下面這篇博客http://t.csdnimg.cn/Z9prHhttp://t.csdnimg.cn/Z9prH