變量分離方程與變量變換_第1頁
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文檔簡介

的初等解法第二章一階微分方程§2.1

變量分離方程與變量變換先看例子定義1形如方程,稱為變量分離方程.2.1.1

變量分離方程變量分離方程的解法這樣變量就“分離”開了。1)、分離變量2)、兩邊積分,得注:分離變量:兩邊積分:例1、解如下微分方程解:例2求微分方程的所有解.解:積分得:故方程的所有解為:得再將常數(shù)記為從上式中解出,,cyc為任常數(shù),和y=0。解:分離變量,得:兩邊積分,得:整理后得通解為:練習(xí)求微分方程的通解.例3求微分方程解:變量分離得兩邊積分得:由對數(shù)的定義有的連續(xù)函數(shù)是的通解,其中x即即知y=0也包括在上式中,故方程的通解為此外y=0也是方程的解,若在上式中充許為任常數(shù)。解:兩邊積分得:因而通解為:的特解。練習(xí)求初值問題得將變量分離時當(dāng),,01y再求初值問題的通解,所以所求的特解為:也是方程的解,且不能在通解中取適當(dāng)?shù)拇送獾玫匠?shù)2.1.2可化為變量分離方程類型(I)齊次方程(I)形如方程稱為齊次方程,求解方法與步驟:30變量還原。例4求解方程解:方程變形為這是齊次方程,即將變量分離后得兩邊積分得:即代入原來變量,得原方程的通解為練習(xí)求下面初值問題的解解:方程變形為這是齊次方程,將變量分離后得兩邊積分得:整理后得:變量還原得:故初值問題的解為(II)形如的方程可經(jīng)過變量變換化為變量分離方程.分三種情況討論為齊次方程,由(I)可化為變量分離方程.這就是變量分離方程作變量代換(坐標(biāo)變換)則方程化為為(1)的情形,可化為變量分離方程求解.解的步驟:例7、求微分方程的通解.解:解方程組作變換代入原方程,得令再將變量分離后得兩邊積分得:變量還原并整理后得原方程的通解為由知即也是解,此時取即可,故原方程的通解為其中c為任意常數(shù)。注:上述解題方法和步驟適用于更一般的方程類型.此外,諸如以及.,),,,(變量分離方程均可適當(dāng)變量變換化為些類型的方程等一次數(shù)可以不相同的齊次函數(shù)為其中yx

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