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第二章一阶微分方程的初等解法§2.4一阶隐方程与参数表示§2.3恰当方程与积分因子§2.2线性方程与常数变易法§2.1变量分离方程与变量变换12024/5/12§2.2线性方程与常数变易法一、一阶线性方程二、贝努里方程22024/5/12一、一阶线性方程形如的方程称为一阶线性方程。当时,上面方程可变为(2.1)其中函数P(x)、Q(x)连续。若,系统(2.1)变为(2.2)32024/5/12我们称系统(2.1)为一阶非齐次线性方程,称系统(2.2)是一阶齐次线性方程。其中c为任意常数。为了求解方程(2.1)的解,我们可以设想将方程(2.2)的通解中的任意常数c看成是x的函数,它作为待定函数,来试图找出方程(2.1)的JIE7,即令由于系统(2.2)是可分离变量方程,容易求的通解为42024/5/12代入系统(2.1),有则有两边积分,可得于是可知系统(2.1)的通解是52024/5/12求解一阶线性方程的小结:常数变易法,有62024/5/12例1求如下微分方程的通解。解:由于容易求得对应的齐次方程的通解为利用常数变易法,有代入方程可得72024/5/12经过整理,有两边积分,得于是所求方程的通解为82024/5/12例2求如下微分方程的通解。解:由于方程不是线性的方程,我们交换自变量和函数,有这是一阶线性方程,其对应的齐次方程为分离变量,得92024/5/12代入方程可得所求方程的通解是利用常数变易法,有102024/5/12例3求如下微分方程的通解。解:方程变形为作变换,令方程变为112024/5/12代入方程可得利用常数变易法,有所求方程的通解是的通解,容易得到解为先求对应齐次方程122024/5/12上连续,且存在,并例4设φ(t)在满足关系式φ(t+s)=φ(t)φ(s),求φ(t)。解:因为
φ(0)=φ(0+0)=φ(0)φ(0)=φ2(0)故有φ(0)=0或φ(0)=1。(1)若φ(0)=1时,有132024/5/12容易求解为由φ(0)=1可求得c=1,于是有(2)若φ(0)=0
时,有因此在(1)中,取c=0即得到这个解。142024/5/12例5求如下微分方程的解解:整理,可得先求齐次方程的解,分离变量,有152024/5/12两边积分,有利用常数变易法,有(1)当时,有162024/5/12(2)当时,有综合可得172024/5/12二、贝努里方程形如的方程称为贝努里方程。其贝努里方程的求解方法为故令z=y1-n,则有这是一阶线性方程。此外,当n>0时,还有解y=0。182024/5/12例6求如下微分方程的通解。解:令z=y–1,则方程变为容易求得对应的齐次方程的通解为z=cx。利用常数变易法,有z=c(x)x,代如方程有192024/5/12于是有故所求微分方程的通解是202024/5/12例7求如下微分方程的解解:整理,可得令,有212024/5/12再令,则有先求对应齐次方程的解,分离变量,容易求得利用常数变易法,有222024/5
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