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文档简介
恰当方程(全微分方程)
一、概念
二、全微分方程解法第1页第2页
一、概念若有全微分形式则称为全微分方程。定义:例1:所以是全微分方程.方程是否为全微分方程?解:通解则为(C为任意常数)。第3页第4页问题:(1)怎样判断全微分方程?(2)怎样求解全微分方程?(3)怎样转化为全微分方程?定理1设函数
和
在一个矩形区域是全微分方程中连续且有连续一阶偏导数,则
(1)证实必要性
证实:
因为是全微分方程,第5页则存在原函数,使得
所以
将以上二式分别对求偏导数,得到
又因为偏导数连续,
,即
所以
第6页(2)证实充分性
设
,求一个二元函数使它满足
即由第一个等式,应有
代入第二个等式,应有
这里第7页所以,则所以能够取此时
这里因为,故曲线积分与路径无关。所以第8页
二、全微分方程解法(1)线积分法:或(2)偏积分法第一个等式对积分
第9页代入第二个等式求
,即可得
(3)凑微分法直接凑微分得
例2:验证方程是全微分方程,并求它通解。因为
解:第10页所以方程为全微分方程。(1)线积分法:故通解为第11页(2)偏积分法:假设所求全微分函数为,则有代入可得所以从而即第12页(3)凑微分法:因为
方程通解为:依据二元函数微分经验,原方程可写为第13页例3:验证方程是全微分方程,并求它通解。
因为
解:
所以方程为全微分方程。(1)线积分法:第14页故通解为(2)偏积分法:假设所求全微分函数为,则有
所以从而即第15页(3)凑微分法:方程通解为:依据二元函数微分经验,原方程可写为练习:验证方程是全微分方程,并求它通解。方程通解为:
第16页积分因子法
一、概念
二、积分因子求法第17页一、定义:0),(¹yxm连续可微函数,使方程0),(),(),(),(=m+mdyyxQyxdxyxPyx成为全.微分方程则称),(yxm为方程积分因子.例1验证是方程积分因子,并求方程通解。
解:是全微分方程。方程通解为第18页1.公式法:求解不轻易特殊地:(两边同除)a.当只与相关时,
二、积分因子求法第19页b.当只与相关时,第20页2.观察法:凭观察凑微分得到常见全微分表示式第21页普通可选取积分因子有等。可选取积分因子有可选取积分因子有第22页例2解则原方程成为.通解求微分方程1.公式法:原方程通解为第23页2.观察法:将方程左端
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