微分方程的通解求法,微分方程的通解怎麼求

2021-12-20 04:38:28 字數 4743 閱讀 6237

1樓:匿名使用者

二階常係數齊次線性微分方程解法:

特徵根法是解常係數齊次線性微分方程的一種通用方法。

設特徵方程r*r+p*r+q=0兩根為r1,r2。

1 若實根r1不等於r2

y=c1*e^(r1x)+c2*e^(r2x).

2 若實根r1=r2

y=(c1+c2x)*e^(r1x)

3 若有一對共軛復根(略)

2樓:匿名使用者

關於一階微分方程:

齊次方程使用分離變數法,把x,y挪到各自一邊,各自求積分變數代換法(令u=y/x)

非齊次方程,使用公式法,y=e^(-∫p(x)dx)(c+e^(-∫p(x)q(x)dx)

還有一些特殊的,比如伯努利方程

二階齊次方程,代換法

令y'=p,則y''=pdp/dy

層層積分法,

二階非齊次,使用公式法

形如y''+qy'+py=q(x)

先求齊次方程通解,

先求特徵根:r^2+qr+p=0

則齊次方程通解為:

c1e^(r1x)+c2e^(r2x) 有兩不等實根(c1+c2x)1e^(r1x) 有兩等實根e^(r1x)(c1cosr2x+c2sinr2x) 有虛根r1+ir2

再求特解

如果特徵根與q(x)指數有一個相等,則可設特解為xq(x)如果特徵根與q(x)指數有2個相等,則可設特解為x^2q(x)如果特徵根與q(x)指數有沒個相等,則可設特解為q(x)通解=特解+齊次方程解

3樓:仇秋英崇乙

解微分方程y'-3xy=2x

解:這是一個典型的一階線性微分方程。其基本解法(程式化解法)如下:

先求一階線性齊次方程y'-3xy=0的通解:

dy/dx=3xy;分離變數得dy/y=3xdx;積分之,得lny=(3/2)x²+lnc₁;即得y=c₁e^[(3/2)x²;

將c₁換成x的函式u,即y=ue^[(3/2)x²].............(1)

將(1)的兩邊對x取導數得:dy/dx=y'=(du/dx)e^[(3/2)x²]+3xue^[(3/2)x²]........(2)

將(1)和(2)代入原方程得:

(du/dx)e^[(3/2)x²]+3xue^[(3/2)x²]-3xue^[(3/2)x²]=2x

故得(du/dx)e^[(3/2)x²]=2x;分離變數得du=2xe^[-(3/2)x²]dx;

積分之得u=∫2xe^[-(3/2)x²]dx=(-2/3)∫de^[-(3/2)x²]=-(2/3)e^[-(3/2)x²]+c

代入(1)式即得通解y=e^[(3/2)x²]=-2/3+ce^[(3/2)x²]

【此解法謂之「引數變異法」或「常數變異法」】

微分方程的通解怎麼求

4樓:匿名使用者

微分方程的解通常是一個函式表示式y=f(x),(含一個或多個待定常數,由初始條件確定)。

例如:其解為:

其中c是待定常數;

如果知道

則可推出c=1,而可知 y=-\cos x+1。

一階線性常微分方程

對於一階線性常微分方程,常用的方法是常數變易法:

對於方程:y'+p(x)y+q(x)=0,可知其通解:

然後將這個通解代回到原式中,即可求出c(x)的值。

二階常係數齊次常微分方程

對於二階常係數齊次常微分方程,常用方法是求出其特徵方程的解

對於方程:

可知其通解:

其特徵方程:

根據其特徵方程,判斷根的分佈情況,然後得到方程的通解

一般的通解形式為:若則有

若則有在共軛複數根的情況下:

r=α±βi

擴充套件資料

一階微分方程的普遍形式

一般形式:f(x,y,y')=0

標準形式:y'=f(x,y)

主要的一階微分方程的具體形式

約束條件

微分方程的約束條件是指其解需符合的條件,依常微分方程及偏微分方程的不同,有不同的約束條件。

常微分方程常見的約束條件是函式在特定點的值,若是高階的微分方程,會加上其各階導數的值,有這類約束條件的常微分方程稱為初值問題。

若是二階的常微分方程,也可能會指定函式在二個特定點的值,此時的問題即為邊界值問題。若邊界條件指定二點數值,稱為狄利克雷邊界條件(第一類邊值條件),此外也有指定二個特定點上導數的邊界條件,稱為諾伊曼邊界條件(第二類邊值條件)等。

偏微分方程常見的問題以邊界值問題為主,不過邊界條件則是指定一特定超曲面的值或導數需符定特定條件。

唯一性存在性是指給定一微分方程及約束條件,判斷其解是否存在。唯一性是指在上述條件下,是否只存在一個解。

針對常微分方程的初值問題,皮亞諾存在性定理可判別解的存在性,柯西-利普希茨定理 [4]  則可以判別解的存在性及唯一性。

針對偏微分方程,柯西-克瓦列夫斯基定理可以判別解的存在性及唯一性。 皮亞諾存在性定理可以判斷常微分方程初值問題的解是否存在。

5樓:兔斯基

非齊次的特解帶入非齊次方程中,如下詳解望採納

6樓:惜君者

^先求對應的齊次方程dy/dx=2y/(x+1)的通解dy/y=2dx/(x+1)

ln|y|=2ln|x+1|+ln|c|

y=c (x+1)²

由常數變易法,令y=c(x)(x+1)²

則dy/dx=c'(x)(x+1)²+2c(x)(x+1)代入原方程得

c'(x)(x+1)²=(x+1)^(5/2)c'(x)=(x+1)^(1/2)

c(x)=2/3 (x+1)^(3/2)+c故原方程的通解為y=2/3 (x+1)^(7/2) +c(x+1)²

微分方程的通解怎麼求?

7樓:汗海亦泣勤

^已知微分方程的通解怎麼求這個微分方程

答:求導!如:

1。x^2-xy+y^2=c等式兩邊對x求導:2x-y-x(dy/dx)+2y(dy/dx)=0故dy/dx=(2x-y)/(x-2y);或寫成2x-y-(x-2y)y′=0

若要求二階微分方程則需再求導一次:

2-y′-(1-2y′)y′+(x-2y)y〃=02。e^(-ay)=c1x+c2

-ay′e^(-ay)=c₁(一階微分方程)-ay〃e^(-ay)-ay′(-ay′)e^(-ay)=0,即a²(y′)²-ay〃=0(二階微分方程)

8樓:秦桑

此題解法如下:

∵ (1+y)dx-(1-x)dy=0

==>dx-dy+(ydx+xdy)=0

==>∫dx-∫dy+∫(ydx+xdy)=0==>x-y+xy=c (c是常數)

∴ 此方程的通解是x-y+xy=c。

9樓:逯暮森香梅

祝:學習棒棒噠!^.^

10樓:匿名使用者

[高數]變限積分求導易錯點

11樓:匿名使用者

解:∵(1+y)dx-(1-x)dy=0

==>dx-dy+(ydx+xdy)=0

==>∫dx-∫dy+∫(ydx+xdy)=0==>x-y+xy=c (c是常數)

∴此方程的通解是x-y+xy=c。

12樓:糜穆嶽葉舞

題目是不是弄錯了啊,是y''+2y'-3y=0吧如果是y"+2y'-3y=o過程如下:

解:該微分方程的特徵方程為r∧2+2r-3=0解得r1=-3,r2=1

∴微分方程的通解為y=c1e∧-3x+c2e∧x

二階線性齊次微分方程通解求法 5

13樓:墨汁諾

一、解:

求特徵方程r^2+p(x)r+q(x)=0,解出兩個特徵根r1,r2 若r1≠r2且r1,r2為實數,

則y=c1*e^(r1*x)+c2*e^(r2*x) 若r1=r2且r1,r2。

二、r是微分方程的特徵值,它是通過方程r^2-2r+5=0來求出的。

將其看成一元二次方程,判別式=4-20=-16<0,說明方程沒有實數根,但在複數範圍內有根,根為: r1=1+2i r2=1-2i;

在複數領域中,z1=a+bi 和z2=a-bi, 及兩個複數的實數部分相等,虛數部分互為相反數的複數稱為共軛複數;所以本題的兩個特徵值符合這一關係,故謂共軛復根。

擴充套件資料:

對於二階線性遞推數列,可採用特徵方程法:

對於數列

,遞推公式為

其特徵方程為

1、 若方程有兩相異根p、q ,則

2、 若方程有兩等根p ,則

14樓:情感迷茫者的解讀人

以下方法,可以參考一下

1.解: 求特徵方程r^2+p(x)r+q(x)=0,解出兩個特徵根r1,r2 若r1≠r2且r1,r2為實數, 則y=c1*e^(r1*x)+c2*e^(r2*x) 若r1=r2且r1,r2。

2.r是微分方程的特徵值,它是通過方程r^2-2r+5=0來求出的。 將其看成一元二次方程,判別式=4-20=-16<0,說明方程沒有實數根,但在複數範圍內有根,根為:

r1=1+2i r2=1-2i

只是希望能有所幫助

15樓:匿名使用者

你可以按照這個去做就可以了。如果你想具體的瞭解這些是怎麼來的,你可能要去看書本上的知識。

高階微分方程求通解,如何求高階微分方程的通解

令u y 則u y u u 3 u du u 1 u 2 dx 1 u u 1 u 2 du dxln u 1 2 ln 1 u 2 x cln u 1 u 2 x c u 1 u 2 c e x u 2 1 u 2 c 2 e 2x 1 u 2 c 2 e 2x 1u 2 c 2 e 2x 1 c...

求微分方程通解,求詳細過程,求解微分方程通解的詳細過程

首先,把原式化簡一下,等式兩邊先同時除以dx,再同時除以x,就可以得到 y x 1 y x dy dx 0的等式 0 設u y x 1 推出dy dx xdu dx u 2 將 1 2 同時帶入 0 式 u 1 u xdu dx u 0 化簡以後可以得到 x 1 u du dx u 2 2u 繼續化...

求微分方程通解,要詳細步驟,求微分方程的通解,要詳細步驟謝謝

1 特徵方程為r 5r 6 0,即 r 2 r 3 0,得r 2,3 設特解y a,代入方程得 6a 7,得a 7 6 故通解y c1e 2x c2e 3x 7 6 2 特徵方程為2r r 1 0,即 2r 1 r 1 0,得r 1 2,1 設特解y ae x,代入方程得 2a a a 2,得a 1...