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微分方程y'+y/x=e^x满足初始条件y(1)=0的特解:一阶线性微分方程,直接套公式。显然P=1/x,Q=e^x,那么:∫Pdx=lnx,-∫Pdx=-lnx。
∫Q[e^(lnx)]dx=∫x(e^x)dx=(x-1)(e^x)得到方程的通解:y=[e^(-lnx)][(x-1)(e^x)+C]=[1-(1/x)](e^x)+(C/x)…………C为任意常数。代入y(1)=0,得到:0=0+C所以C=0方程的特解为:y=[1-(1/x)](e^x)。
条件分析
微分方程初值条件是题目给出的数据,边界值条件给出的范围。微分方程的约束条件是指其解需符合的条件,依常微分方程及偏微分方程的不同,有不同的约束条件。
常微分方程常见的约束条件是函数在特定点的值,若是高阶的微分方程,会加上其各阶导数的值,有这类约束条件的常微分方程称为初值问题。
一阶微分方程求解
求微分方程的特解
dy/dx+y/x=(sinx)/x
x=π时
y=1
解:这是一个一阶齐次线性微分方程。为了求这方程的解,先考虑方程:
dy/dx+y/x=0
分离变量得
dy/y+dx/x=0
积分之得
lny=-lnx+lnC?=lnC?+ln(1/x)=ln(C?/X),
故y=C?/x,
其中C?为任意常数。
下面再求原方程的通解。为此把C?换成x的函数u而令
y=u/x
于是dy/dx=[x(du/dx)-u]/x?,代入原方程得:
[x(du/dx)-u]/x?+u/x?=(sinx)/x
x(du/dx)=xsinx
du/dx=sinx,
du=sinxdx,
故u=∫sinxdx=-cosx+C
其中
u=xy,
故
xy=-cosx+C,
∴y=(-cosx+C)/x
当x=π时y=1,代入之,便得
1=(-cosπ+C)/π=(1+C)/π,
故C=π-1
∴原方程的特解为:y=(-cosx+π-1)/x.
一阶微分方程求解:
介绍一下这个一阶微分方程的求解方法,以及伯努利方程的特殊求解方法。这个应该我们是上学时高数课中的内容,现在用到了,温习一下。 顺便感叹一下,时间过得真快啊。
1. 定义
形如上式的方程称为一阶线性微分方程, 并且当Q(x)恒为零时称为齐次线性方程,?Q(x)不恒为零时称为非齐次线性方程.
2. 通解2.1 齐次线性方程的通解
对于齐次线性方程:
可以推出:
2.2? 非齐次线性方程的通解
对于非齐次线性方程:
带入非齐次线性方程:
于是非齐次线性通解是:
由此可以看出,齐次线性方程的通解是非齐次线性方程的一个特解。
3.? 伯努利方程
形如上式的方程叫做伯努利方程。
将方程线性化得:
例子:
求下列方程的通解
以上就是?一阶微分方程求解。
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