一阶微分方程特征方程公式

191次

问题描述:

一阶微分方程特征方程公式推导

推荐答案

2023-10-23 15:04:55

一、 一阶微分方程

dy判断特征: ,fxy(,)dx

dy类型一:(可分离变量的方程) ,gxhy()()dx

dy解法(分离变量法):,然后两边同时积分。,gxdx()hy()

dy类型二:,,PxyQx()()(一阶线性方程) dx

PxdxPxdx()(),,解法(常数变易法): yeCQxedx(()),,,

dy,,fxyftxty(,)(,)类型三:(一阶齐次性方程) dx

y解法(换元法): 令类型一u,,x

dynP()y=Q(x)y类型四:(伯努利方程) ,xdx

dy,,nn1,,,()()类型二解法(同除法): yPxyQxdx

二、 可降阶的高阶微分方程

()n类型一: yfx,()

du(1)n,令多次积分求,,,,()()uyfxfx解法(多次积分法):dx

类型二: yfxy''(,'),

dp令一阶微分方程pyfxp,,,,'(,)解法: dx

类型三: yfyy''(,'),

dpdpdydp令类型二pypfyp,,,,,,'(,)解法: dxdydxdy

三、线性微分方程

yPxyQxy''()'()0,,,类型一:(二阶线性齐次微分方程)

解法:找出方程的两个任意线性不相关特解:yxyx(),()12

则: yxcyxcyx()()(),,1122

类型二:(二阶线性非齐次微分方程)yPxyQxyfx''()'()(),,,

解法:先找出对应的齐次微分方程的通解:yxcyxcyx()()(),,31122

再找出非齐次方程的任意特解,则:yx()yxyxcyxcyx()()()(),,,pp1122

类型三:(二阶线性常系数齐次微分方程)ypyq'''0,,,

2,,,ppq42解法(特征方程法):,,,,,,,,pq01,22

,xx212(一) ,,,,,,,,,pqycece40,,1212

x(二) ,,,,,,,,0(),,,yccxe1212

x(三),,,,,,,,,,0,(cossin),,,,,,,,iiyecxcx1212

类型四:(二阶线性常系数非齐次微分方程) ypyqfx'''(),,,

解法(待定系数法):

xyx()(1)型:先找出对应齐次微分方程的通解fxPxe()(), 3m

不是特征方程的根,k,0,

kx, ,

其他答案

2023-10-23 15:04:55

一阶微分方程是形如dy/dx=f(x,y)的方程,特征方程是通过将y表示为一个函数u(x)和它的导数u'(x)来得到的。特征方程的形式是du/dx+P(x)u=0,其中P(x)是原方程中y的系数。通过求解特征方程,我们可以得到y关于x的通解。如果原方程是一个线性方程,则特征方程的解可以用来求出一个特殊解,从而得到完整解。特征方程是一阶微分方程求解中非常重要的概念,掌握其公式和求解过程对于学习微分方程具有重要意义。

其他答案

2023-10-23 15:04:55

为dy/dx +p(x) y = q(x),其中特征方程为m + p(x) = 0。原因是,通过特征方程可以求得该微分方程的通解,从而得到方程的解析解。是,特征方程的求解可以分为分离变量或变量分离法、齐次方程法、一般的线性微分方程法等方法。其中对于变量分离法,需要将微分方程变换为dy/y = -p(x)dx,然后进行积分即可求得通解。而对于齐次方程法,需要先将微分方程化为dy/dx = f(y/x),然后将y/x作为一个新的变量u,通过变量替换的方式将微分方程化为关于u的一阶线性微分方程进行求解。

其他答案

2023-10-23 15:04:55

1 特征方程公式为:a

其他答案

2023-10-23 15:04:55

实际上公式:y'+Py=Q之通解为y=[e^(-∫Pdx)]{∫Q[e^(∫Pdx)]dx+C}中要求每一个不定积分都要算出具体的原函数且不再加C。而本题∫Pdx=ax,但∫Q[e^(ax)]dx=∫f(x)[e^(ax)]dx中,因为有抽象函数f(x)无法算出具体的原函数,所以要用不定积分与变限积分的公式:∫f(x)dx=∫[a→x]f(t)dt+C(所以每个题都可写上下限。本题用此公式取上式的a=0,C换为C1,(当然被积函数也要换成本题的被积函数),代入公式后C1+C换为C2再换为C。这样才能代入初始条件y(0)=0,求出C。

知道问答相关问答

(c)2008-2025 自学教育网 All Rights Reserved 汕头市灵创科技有限公司
粤ICP备2024240640号-6