经济数学-微分方程的基本概念.ppt

1、一、问题的提出,二、微分方程的定义,三、主要问题求方程的解,四、小结 思考题,第一节 微分方程的基本概念,引言,对自然界的深刻研究,傅里叶,微积分研究的对象是函数关系,但在实际问题中,往往很难直接得到,所研究的变量之间的函数关系,却,比较容易建立起,这些变量与它们的导数或微分之间,的联系,从而得到一个,方程,即微分方程,通过求解这种方程,同样可以找到,指定未知量之间的函数关系,因此,微分方程是数学联,系实际,并应用于实际的重要途径和桥梁,是各个学科,关于未知函数的导数或微分的,是数学最富饶的源泉,进行科学研究的强有力的工具,如果说“数学是一门理性思维的科学,是研究,了,解和知晓现实世界的工具,

2、那么微分方程就是显示,数学的这种威力和价值的一种体现,现实世界中的许,多实际问题,都可以抽象为微分方程问题,例如,物体,的冷却,琴弦的振动,电磁波的传播等,都可以归结为,微分方程问题,这时微分方程也称为,所研究问题的数,学模型,微分方程是一门独立的数学学科,有完整的理论,体系,本章我们主要介绍微分方程的一些基本概念,种常用的微分方程的求解方法,线性微分方程解的理,论,几,解,一、引例,由题有,且满足,解,代入条件后知,故,开始制动到列车完全停住共需,微分方程:凡含有未知函数的导数或微分的方程， 叫做微分方程,例,实质: 联系自变量,未知函数以及未知函数的 某些导数(或微分)之间的关系式,二、基

3、本概念,分类1: 常微分方程, 偏微分方程,我们把未知函数为一元函数的微分方程,称为,常微分方程,类似地,未知函数为多元函数的微分方程,称为,偏微分方程,例如方程,是偏微分方程,微分方程的阶: 微分方程中出现的未知函数的最 高阶导数的阶数,一阶微分方程,高阶微分方程,分类2,常微分方程的一般形式是,是未知函数,必须出现,而其余变量可以不出现,其余变量都没有出现,就得到微分方程,如果,解出最高阶导数,以后我们讨论的微分方程,程,在所讨论的范围内,连续,分类3,非线性微分方程,线性微分方程,知函数,全是一次幂,否则统称为非线性微分方程,即微分方程中所含的未知函数及其各阶导数,分类4: 单个微分方程

4、与微分方程组,例3,试指出下列方程是什么方程,并指出微分方程,的阶数,解,1,是一阶线性微分方程,因方程中含有的,2,是一阶非线性微分方程,因方程中含有的,的平方项,例3,试指出下列方程是什么方程,并指出微分方程,的阶数,解,3,是二阶非线性微分方程,因方程中含有的,的三次方,4,是二阶非线性微分方程,因方程中含有非线性,微分方程的解:代入微分方程能使方程成为恒等式 的函数,微分方程的解的分类,三、求方程的解,1)通解: 微分方程的解中含有相互独立的任意常数, 且任意常数的个数与微分方程的阶数相同,满足,2)特解: 确定了通解中任意常数以后的解,解的图像: 微分方程的积分曲线,通解的图像: 积分曲线族,初始条件: 用来确定任意常数的条件,过定点的积分曲线,一阶,二阶,过定点且在定点的切线的斜率为定值的积分曲线,初值问题:求微分方程满足初始条件的特解的问题,解,所求特解为,微分方程,微分方程的阶,微分方程的解,通解,