全微分方程如何求原函式全微分方程如何求原函式

2021-03-05 09:22:06 字數 2998 閱讀 4958

1樓:和與忍

這類微分方程都具有dz=p(x,y)dx+q(x,y)dy的形式,且滿足p關於y的偏導數等於q關於x的偏導數的特點。解答過程如下:

先由p關於y的偏導數等於q關於x的偏導數,得出dz=p(x,y)dx+q(x,y)dy是乙個全微分方程的結論。接著得出通解是z=從(0,0)到(x,y)第二型曲線積分p(x,y)dx+q(x,y)dy。

接下來,根據該積分與積分路徑無關(因為p關於y的偏導數等於q關於x的偏導數),可以選擇從點(0,0)到點(x,y)的特殊路徑積分,而最常選取的是沿折線路徑積分,即先從(0,0)到(0,y)、再從(0,y)到(x,y)的折線或者是先從(0,0)到(x,0)、再從(x,0)到(x,y)的折線。最後z=積分結果 就是通解。

例如:閣下這個題,假如選擇(0,0)到(x,0)、再從(x,0)到(x,y)的折線積分,則通解是z=(0,0)到(x,0)積分p(x,y)dx+q(x,y)dy + (x,0)到(x,y)積分p(x,y)dx+q(x,y)dy。

在第乙個積分裡,y(=0)是常數,所以dy=0,結果成為定積分(從0到x)(x^2 +2x*0-0^2)dx=1/3 * x^3 +c1.

在第二個積分裡,x一直沒變是常數,所以dx=0,結果成為定積分(從0到y)(x^2 -2xy -y^2)dy=x^2 * y -x*y^2-1/3 * y^3 +c2.

於是,通解是z=1/3 * x^3 +x^2 * y -x*y^2-1/3 * y^3 +c.

2樓:竹珺宜慶

目前最高難度的我只接觸到二階常係數非齊次線性方程。更難的需要工科兄弟們補充了,文科甚至理科已經無能為力。

首先是1階微分方程。這是最簡單的形式。

1階微分方程分為3種型別:

型別一:可分離變數的微分方程,它的形式如下:

dx/x=dy/y

總之是可以把x和y分開並且x與ds放到一邊,y與dy放到等號另一邊。

這種微分方程是可以直接積分求解的,

∫dx/x

=∫dy/y

=>ln|x|

=ln|y|

+lnc

c是任意常數。永遠要知道的是,微分方程有多少階,就有多少個任意常數。一階微分方程只有乙個任意常數c。

型別二:齊次微分方程

這樣的微分方程的特點是(x^2+y^2)dx=(xy)dy括號內的項次數都相同。這個式子裡括號內的次數都是2次。它是可以轉化為第一種型別來求解的。

轉化的方法是設u=y/x,把原式的未知項都變成y/x的形式:(x/y

+y/x)=dy/dx,然後代入u=y/x(注意:y=ux,

因此dy/dx=xdu/dx

+u。這個也要代入),然後按照可分離變數型別的齊次方程求解。

型別三:一階線性方程

一階線性方程的特點是形式為y'+p(x)y=q(x),其中p(x)和q(x)都是x的函式。它主要是公式法求解。公式為y=[exp-∫p(x)dx]

二階微分方程就更複雜了,3種形式的通解,3種形式的特解,特解裡面還要考慮3種不同形式的未知項,所以在此不闡述。

3樓:陽浩曠諾禎

這裡涉及的知識比較多,主要思想是這樣的:

1.pdx+qdy如果恰好是某個二元函式的全微分的話,方程的通解就能求出了(此時該方程稱為全微分方程),比如,設

pdx+qdy=du(x,y)

那麼方程

pdx+qdy=0的通解便為:u(x,y)=c

2.但pdx+qdy不一定恰好是某個函式的全微分,判斷依據是:dp/dy=dq/dx,

即:此式成立(當然在某個區域內),存在u(x,y),如果此式不成立,則不存在u(x,y)

3.在不存在u(x,y)的情況下,可能可以通過乘以某個函式或式子,使得方程成為全微分方程,比如方程:xdy-ydx=0,通過判斷知道它不是全微分方程,但如果乘以1/x^2,方程變形為:

dy/x-(y/x^2)dx=0

通過驗證可知它是全微分方程,並且

dy/x-(y/x^2)dx=d(y/x)

4.象上例這樣,乘上的函式1/x^2便稱為是積分因子了,一般來說,如果微分方程通過乘以某個函式變成了全微分方程,則稱此函式稱為該方程的積分因子。

5.若pdx+qdy=du(x,y),則有du/dx=p,du/dy=q

因此dp/dy=d^2u/(dxdy)=d^2u/(dydx)=dq/dx

反之亦然,這就是判斷是否為全微分方程的依據。

4樓:小肥仔

計算過程如下:

dx/x=dy/y

總之是可以把x和y分開並且x與ds放到一邊,y與dy放到等號另一邊。

這種微分方程是可以直接積分求解的,

∫dx/x = ∫dy/y => ln|x| = ln|y| + lnc,

c是任意常數。永遠要知道的是,微分方程有多少階,就有多少個任意常數。一階微分方程只有乙個任意常數c。

5樓:愛生活_愛聯盟

你這不是全微分方程,這是根據全微分求原函式啊!

關於全微分的原函式。 5

6樓:匿名使用者

如圖所示:

補充這個線積分法:

還有乙個全微分法:

高等數學全微分方程求解 50

7樓:上海皮皮龜

uy'=f'(x),ux'=[e^x+f''(x)]y, 不滿足 uxy''=uyx'',題可能有錯,似乎是

du=[e^x+f''(x)y]dx+f'(x)dy

8樓:匿名使用者

^令 x-1=t,t-->0

lim (x-->+1)(

dao(x^專2-1)/(x-1))e^1/(x-1)=(x-->+1)((x+1)e^1/(x-1)=lim (t-->+0)(t+2)e^1/t=+∞屬

lim (x-->1-)((x^2-1)/(x-1))e^1/(x-1)

=(x-->1-)((x+1)e^1/(x-1)=lim (t-->-0)(t+2)e^1/t=0

已知全微分求原函式,全微分方程如何求原函式

第一組表示式 1,0 到 x,0 縱座標y沒有改變且為0,可得到y 0,dy 0 第二組表達 式 內x,0 到 x,y 橫座標不變且為容x,縱座標從0到y,可得x x,dx 0 然後代入即可得第一組表示式有y和dy的項都是0第二組表示式有dx的項都是0,即可得到結果 全微分方程如何求原函式 20 這...

全微分的通解怎麼求謝謝,這個全微分方程的通解怎麼求

由於p x2 y,q x 2y滿足qx py,因此是乙個全微分方程 存在函式u x,專y 使屬得du x2 y dx x 2y dy u x,y 0,0 x,y x2 y dx x 2y dy 0,x x2dx 0,y x 2y dy 1 3x 3 xy y 2 而du 0,因此u x,y c,故 ...

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既然已經滿copy足了,py qx,就說明滿足格bai林公式,所以曲線積 du分與積分路徑無關。你zhi順便找一點x0,y0到點x,y就行了dao,一般找原點,但是本題不能找原點,因為已經說過了x 0,所以不妨找1,0。說句題外話有時候,你沒有到達那個高度你就沒必要了解的那麼透徹為什麼,因為你會越聽...