一阶非齐次线性方程的两种解法

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问题描述:

一阶非齐次线性方程的两种解法是什么

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2023-10-23 15:05:19

介绍一阶非齐次线性微分方程的通解的应用、特解求解举例,以及二阶微分方程可用该通解求解的情形。

一、方程通解公式

一阶非齐次线性微分方程的解析式为:y'+p(x)=q(x),

则其通解表达式如下:y=e^[-∫p(x)]dx{∫q(x)*e^[∫p(x)dx]dx+c}.

二、通解公式的实际应用

本例中,p(x)=2x,q(x)=4x.

本例中,p(x)=-1/x,q(x)=2x^2.

本例中,p(x)=1/x,q(x)=sinx/x.

本例中,先要将y'前面的系数x变形除后,得到:p(x)=1/x,q(x)=e^x/x.

本例中,p(x)=-a,q(x)=e^mx.

此例中,要反过来用一阶非齐次线性微分方程的通解公式,其中:p(y)=-3/y,q(y)=-y/2.

三、用公式求特解情况举例

本例中p(x)=1/x,q(x)=4/x,求满足y(x=1)=0时的特解。

本例中p(x)=(2-3x^2)/x^3,q(x)=1,求满足y(x=1)=0时的特解。

四、二阶微分方程可使用通式求解举例

y''+y'/x=4,此时先对y'按照通式公式来求解,再对y'积分求解得到y,通解中含有两个常数系数c1和c2,此时P=1/x,Q=4。

y''=y'+x,此时先对y'按照通式公式来求解,再对y'积分求解得到y,通解中含有两个常数系数c1和c2,此时P=-1,Q=x。

xy''+y'=lnx,此时先对y'按照通式公式来求解,再对y'积分求解得到y,通解中含有两个常数系数c1和c2,此时P=1/x,Q=lnx/x

其他答案

2023-10-23 15:05:19

一阶非齐次线性方程一般有两种解法:

1. 零点法。使用这种方法,需要计算方程的函数值在某一个点处是否为零,如果是,则该点就是一个解;如果不是,则再选择另一个点,继续计算其函数值,以此类推,最终所有的点的函数值均为零,那么这些点就是方程的解。

2. 差分法。使用这种方法,需要计算方程的某一个点处的导数的值,即线性方程的斜率,然后根据该值来判断在此点处的线性方程有无解,如果有,则可以求出方程的解;如果没有,则再计算前一个点的斜率,以此类推,最终所有的点的斜率均有解,那么这些点就是方程的解。

其他答案

2023-10-23 15:05:19

一阶非齐次线性的方程的两种解法是常数变易法和特解叠加法。

1. 常数变易法:假设非齐次方程的解由齐次方程的解加上一个待定的特解构成。即将解写为y = yh + yp,其中yh是齐次方程的解,yp是特解。将这个解代入非齐次方程中,然后解得特解yp。最后再将特解与齐次方程的解进行叠加,得到非齐次方程的通解。

2. 特解叠加法:先求齐次方程的通解yh,然后再求非齐次方程的一个特解yp。特解yp的求解可以通过常数变易法、待定系数法或者利用已知辅助条件等方法得到。最后将齐次方程的通解和非齐次方程的特解叠加在一起,得到非齐次方程的通解。

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