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文档简介

一阶线性微分方程上页下页铃结束返回首页一、线性方程

形如y

P(x)y

Q(x)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

一阶线性微分方程

考察下列方程是否是(或能否化为)线性方程？是非齐次线性方程

y

3x2

5x

是非齐次线性方程

(2)3x2

5x

5y

0

(3)y

ycosx

e

sinx

下页一、线性方程

形如y

P(x)y

Q(x)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

一阶线性微分方程齐次线性方程的通解

齐次线性方程y

P(x)y0是变量可分离方程

其通解为提示

齐次线性方程的通解

解

原方程可变为这是齐次线性方程

由通解公式得原方程的通解为即y

C(x

2)

提示:

这里所用的方法称为常数变易法

这种方法就是把齐次线性方程的通解中的任意常数C换成末知函数u(x)

然后代入非齐次线性方程并确定出函数u(x)

提示:代入后得到非齐次线性方程的通解代入非齐次线性方程求得下页齐次线性方程的通解

设非齐次线性方程y

P(x)y

Q(x)的通解为于是非齐次线性方程的通解为下页非齐次线性方程的通解代入非齐次线性方程求得齐次线性方程的通解

设非齐次线性方程y

P(x)y

Q(x)的通解为积分得注

非齐次线性方程的通解也可为

上式表明

非齐次线性方程的通解等于对应的齐次线性方程通解与非齐次线性方程的一个特解之和

下页非齐次线性方程的通解齐次线性方程的通解

非齐次线性方程y

P(x)y

Q(x)的通解为

解

下页

由通解公式得

非齐次线性方程y

P(x)y

Q(x)的通解为

例3

有一个电路如图所示,其中电源电动势为E=Emsinwt(Em、w都是常数),电阻R和电感L都是常量.

求电流i(t).

根据电学原理,得微分方程>>>

解

由通解公式,得初始条件为i|t

0

0.因此首页二、伯努利方程伯努利方程下页

形如y

P(x)y

Q(x)yn(n

0

1)的方程叫做伯努利方程

考察下列方程是否是(或能否化为)伯努利方程？二、伯努利方程伯努利方程

形如y

P(x)y

Q(x)yn(n

0

1)的方程叫做伯努利方程

伯努利方程y

P(x)y

Q(x)yn可化为线性方程

伯努利方程的解法

解

下页原方程可化为由非齐次线性方程的通解公式

得即原方程的通解为说明

所给方程可变形为一阶线性方程

虽然按一阶线性方程的解法可求得通解

但这里用变量代换来解所给方程

下页

经过变量代换

某些方程可以化为变量可分离的方程

或化为已知其求解方法的方程

解

令x

y

u,则原方程化为以u

x

y代入上式,得原方程的通解结束

解

经过变量代换

某些方程可以化为变量可分离的方程

或化为

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