常見微分方程求解小結

2021-10-05 09:39:10 字數 1205 閱讀 8953

這篇總結是針對同濟版《高等數學》上冊第七章微分方程的部分內容,主要目的是為了便於我自己以後的查詢呼叫,因而省略了大部分推導過程,只是乙個結論的總結。

這份總結分為三部分:齊次微分方程,二階常係數非齊次線性微分方程以及尤拉方程。

二階常係數非齊次線性微分方程的一般形式:y′′

+py′

+qy=

f(x)

y^+py^+qy=f(x)

y′′+py

′+qy

=f(x

)下面僅就f(x

)f(x)

f(x)

的兩種形式進行討論;

\qquad

尤拉方程的一般形式:

x ny

n+p1

xn−1

y(n−

1)+⋯

+pn−

1xy′

+pny

=f(x

)x^ny^+p_1x^y^+\cdots+p_xy+p_ny=f(x)

xnyn+p

1​xn

−1y(

n−1)

+⋯+p

n−1​

xy′+

pn​y

=f(x

)\qquad

其中p 1,

p2,⋯

,p

np_1,p_2,\cdots,p_n

p1​,p2

​,⋯,

pn​是常數;

\qquad

做代換:x=e

t或者t

=lnx

x=e^t\quad或者\quad t=lnx

x=et或者

t=ln

x\qquad

基於上述代換可以將尤拉方程換換成乙個以t

tt為自變數的常係數線性微分方程,需要注意的是上述變換僅是在x

>

0x>0

x>

0的範圍內的求解,對於x

<

0x<0

x<

0範圍內的求解,則是做下面的變換:x=−

et或者

t=ln

(−x)

x=-e^t\quad 或者\quad t=ln(-x)

x=−et或

者t=l

n(−x

)

同濟版高數上冊第七章

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