一階線性微分方程通解,求該一階線性微分方程的通解

2022-05-15 14:19:35 字數 5641 閱讀 1436

1樓:匿名使用者

dy/dx+p(x)y=q(x)的通解。

解:此方程在現在這個狀態,無法分離變數;分離不了變數,就無法求解。

最常用的方法,是先求一階齊次方程dy/dx+p(x)y=0的通解,然後把積分常數換成x的函式u(x),

再將帶u的通解y和y'代入原式,即可求出函式u(x);最後即可求得原方程的通解。這個過程已經程式化,很容易掌握。不存在「為什麼」的問題,只是一個方法。

由dy/dx+p(x)y=0,得dy/y=-p(x)dx,積分之得lny=-∫p(x)dx+lnc₁,故y=c₁e^[-∫p(x)dx];

將c₁換成x的某個函式u,得y=ue^[-∫p(x)dx]...........(1)

對x取導數得dy/dx=(du/dx)e^[-∫p(x)dx]-ue^[-∫p(x)dx]p(x)..........(2)

將(1)和(2)代入原方程,得:

(du/dx)e^[-∫p(x)dx]-ue^[-∫p(x)dx]p(x)+ue^[-∫p(x)dx]p(x)=q(x)

化簡得(du/dx)e^[-∫p(x)dx]=q(x)

這就可以分離變數了:

du=dx

積分就看求出u(x),再代入(1)式即得原方程的通解。

2樓:軟趴趴的懶

若y是dy/dx+p(x)y=q(x)的解,y0是dy/dx+p(x)y=q(x)的某一個解,那麼

d(y-y0)/dx+p(x)(y-y0)=dy/dx-dy0/dx+p(x)y-p(x)y0=-p(x)y+q(x)+p(x)y0-q(x)+p(x)y+p(x)y0=0。

即y*=y-y0是齊次方程的解。

所以dy/dx+p(x)y=q(x)的通解可以寫成y*+y0,y0是dy/dx+p(x)y=q(x)的特解,y*是齊次方程的通解。

求該一階線性微分方程的通解

3樓:豌豆凹凸秀

公式不是很清楚了麼

y'+p(x)y=q(x)

現在y'-2y=x+2,當然p(x)=-2,q(x)=x+2代入積分即可

實際上這裡計算不用那麼麻煩

y'-2y=x+2,那麼特解一定是y*=ax+b代入得到a -2(ax+b)=x+2,那麼(1+2a)x=a-2b-2

比較係數-2a=1,即a=-1/2

a-2b-2=0,得到b= -5/4,即特解是y*=-1/2 x -5/4

於是整個方程的通解為y=ce^2x -1/2 x -5/4

一階線性微分方程求通解?

4樓:西域牛仔王

(2x+1)e^y * y'+2e^y=4(2x+1)e^y * dy/dx+2e^y=4(2x+1)e^y * dy+2e^y * dx=4dx,(2x+1)d(e^y)+e^y d(2x+1)=4dx,d[(2x+1)e^y]=d(4x),

(2x+1)e^y=4x+c。

一階線性微分方程的通解公式

5樓:竭縈家彤

1、樓主問的問題是涉及積分因子的問題,而求積分因子的目的是在尋求全微分;

2、也就是說,在微分方程的左側乘以一個積分因子,就使得左側變成全微分形式。

3、如果在積分中加入積分因子,結果只是等於在積分因子前,乘上了一個e^c的常

數,這個常數對全微分沒有絲毫貢獻,也沒有絲毫影響。所以,通常就省去了。

4、左側乘上積分因子後,右側同樣乘以積分因子,因為左側的導函式、原函式都

一次性地解決了,方程的右側變成了一個單純的積分問題,不再涉及導函式與原

函式的糾纏。

如有不明白之處,歡迎追問。

6樓:謇俊晤森燁

先化簡成標準式如下:

dy/dx+[-1/(x-2)]*y=2*(x-2)^2因此有:

p(x)=[-1/(x-2)]

q(x)=2*(x-2)^2

代入一階非齊次方程通解:

y=exp[-∫p(x)dx]*[∫exp(∫p(x)dx)q(x)dx+c]

=exp[-∫[-1/(x-2)]dx]*[∫exp[∫[-1/(x-2)]dx]*2(x-2)^2dx+c]

=exp[ln(x-2)][∫exp[-ln(x-2)]*2(x-2)^2dx+c]

=(x-2)[∫[1/(x-2)]*2(x-2)^2dx+c]=(x-2)[2∫(x-2)dx+c]

=(x-2)[(x-2)^2+c]

=(x-2)^3+c(x-2)

我想這個已經夠詳細了吧

一階線性微分方程?

7樓:豌豆凹凸秀

可以從n階線性微分方程的形式來看:

y^(n)+a1(x)×y^(n-1)+a2(x)×y^(n-2)+……+an(x)×y=f(x)

應該滿足條件:

n階導數的係數為常數,其線性滿足,若n階導數的係數不為常數,可做變換將其變為常數,且在將方程的n階導數變換為常數後,方程中只能含有y的一次方(也可能沒有),但不能含有y的其他次方。

例如提問中yy'-2xy=3,最終可化成y'-2x=3/y,最高階是一階,但是存在1/y,故不是一階線性微分方程

第二個式子含有cosy更不可能是

第三個變換後也可看得不是

再理解一階線性微分方程的定義:

y'+p(x)y=q(x)

線性其實是滿足在變換後只存在y的一次方。

8樓:

兩邊同時進行指數運算得到的

一階線性微分方程的通解公式

9樓:匿名使用者

解:∵抄(x-2)*dy/dx=y+2*(x-2)³==>(x-2)dy=[y+2*(x-2)³]dx==>(x-2)dy-ydx=2*(x-2)³dx==>[(x-2)dy-ydx]/(x-2)²=2*(x-2)dx==>d[y/(x-2)]=d[(x-2)²]==>y/(x-2)=(x-2)²+c (c是積分常數)==>y=(x-2)³+c(x-2)

∴原方程的通解是y=(x-2)³+c(x-2) (c是積分常數)。

10樓:匿名使用者

先化簡成襲標準式如下:

dy/dx+[-1/(x-2)]*y=2*(x-2)^2因此有:

p(x)=[-1/(x-2)]

q(x)=2*(x-2)^2

代入一階非齊次方程通解:

y=exp[-∫

p(x)dx]*[∫exp(∫p(x)dx)q(x)dx+c]=exp[-∫[-1/(x-2)]dx]*[∫exp[∫[-1/(x-2)]dx]*2(x-2)^2dx+c]

=exp[ln(x-2)][∫exp[-ln(x-2)]*2(x-2)^2dx+c]

=(x-2)[∫[1/(x-2)]*2(x-2)^2dx+c]=(x-2)[2∫(x-2)dx+c]

=(x-2)[(x-2)^2+c]

=(x-2)^3+c(x-2)

我想這個已經夠詳細了吧

11樓:匿名使用者

[高數]變限積分求導易錯點

12樓:匿名使用者

這是一階線性非齊次微分方程,有三種方法:最簡單的是公式法,先化成y'-[1/(x-2)]y=2(x-2)^2,通解y=e^(-∫-1/(x-2)dx)*(c+∫2(x-2)^2*(e^∫版-1/(x-2)dx)dx),常權數變易法什麼的還是看書吧,我這手機打著太費勁,亂糟糟的你也累,常數變易法就是先作對應的齊次方程的通解,再把任意常數c換成函式c(x),積分因子法就是方程兩邊都乘以同一因子,是方程變成如uy'+u'y的形式,從而化成[uy]'去掉y'項便於積分,把書上這一章最前面最基本的吃透了比什麼都好使!相信我。

一階微分方程的通解

13樓:匿名使用者

1、對於一階

齊次線性微分方程:

其通解形式為:

其中c為常數,由函式的初始條件決定。

2、對於一階非齊次線性微分方程:

其對應齊次方程:

解為:令c=u(x),得:

帶入原方程得:

對u』(x)積分得u(x)並帶入得其通解形式為:

擴充套件資料主要思想:

數學上,分離變數法是一種解析常微分方程或偏微分方程的方法。使用這方法,可以借代數來將方程式重新編排,讓方程式的一部分只含有一個變數,而剩餘部分則跟此變數無關。這樣,隔離出的兩個部分的值,都分別等於常數,而兩個部分的值的代數和等於零。

利用高數知識、級數求解知識,以及其他巧妙的方法,求出各個方程的通解。最後將這些通解「組裝起來」。分離變數法是求解波動方程初邊值問題的一種常用方法。

14樓:人設不能崩無限

舉例說明:(x-2)*dy/dx=y 2*(x-2)^3解:∵(x-2)*dy/dx=y 2*(x-2)³(x-2)dy=[y 2*(x-2)³]dx(x-2)dy-ydx=2*(x-2)³dx[(x-2)dy-ydx]/(x-2)²=2*(x-2)dxd[y/(x-2)]=d[(x-2)²]

y/(x-2)=(x-2)² c   (c是積分常數)y=(x-2)³ c(x-2)

∴原方程的通解是y=(x-2)³ c(x-2)(c是積分常數)。

15樓:介於石心

解:∵(x-2)*dy/dx=y 2*(x-2)³

(x-2)dy=[y 2*(x-2)³]dx

(x-2)dy-ydx=2*(x-2)³dx

[(x-2)dy-ydx]/(x-2)²=2*(x-2)dx

d[y/(x-2)]=d[(x-2)²]

y/(x-2)=(x-2)² c   (c是積分常數)

y=(x-2)³ c(x-2)

∴原方程的通解是y=(x-2)³ c(x-2)(c是積分常數)。

一階微分方程的求法:

1、從方程組中消去一些未知函式及其各階導數,得到只含有一個未知函式的高階常係數線性微分方程。

2、解此高階微分方程,求出滿足該方程的未知函式。

3、把已求得的函式代入原方程組,一般來說。不必經過積分就可求出其餘的未知函式。

其中一階微分方程的表示式為y'+p(x)y=q(x);二階常係數非齊次線性微分方程的表示式為y''+py'+qy=f(x)。研究非齊次線性微分方程其實就是研究其解的問題,它的通解是由其對應的齊次方程的通解加上其一個特解組成。

16樓:匿名使用者

用分離係數法

y'+2xy=x

dy/dx+2xy=x

dy/dx=-x(2y-1)

dy/(2y-1)=-xdx

兩邊積分

1/2ln(2y-1)=-1/2x^2+c1ln(2y-1)=-x^2+c2 其中c2=2c12y-1=e^(-x^2+c2)

y=1/2e^(-x^2+c2)+1/2

y=e^(-x^2+c3)+1/2 其中c3=c2-ln2你用不同方法得到的結果可能都對,因為其中的常熟c對結果是有影響的,我在上面已經說明了

17樓:匿名使用者

看你是對x還是對y微分,如果是對x,則把x去掉即可:y'+2xy=x的微分可以變為:y''+2y=1,如果是對y,則y''+2x=0(此時x是常數,故求導後為零)

建議你參考下《同濟高等數學第六版上冊》

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