一階線性微分方程怎麼求通解找不到思路想直接用公式又配不好

2022-12-17 22:16:18 字數 4126 閱讀 9721

1樓:仲雲水

最上面兩個式子直接設y=q(x)·exp(-sinx)和y=q(x)·exp(cosx),其中q(x)為待定函式,代入後就可以消去e的指數函式項按照一般的一階微分方程求解了。——這是解帶指數函式一階方程常用的辦法。

第二行左側的式子同樣可以設y=exp[q(x)],那麼dy=q`(x)·exp[q(x)]dx,這樣原式可以變成:q+(x-q)q`=0,同上理可解。

第二行右側的式子用代換y=x³q(x),那麼dy/dx=3x²q+x³q`,代入原式變成:3x²q+x³q`+(2-3x²)q=1,剩下的式子很簡單就留給lz自己算了。

最後一行式子整理成分式形式:dy/dx=2y/(6x-y²),兩側取倒數得到:dx/dy=3(x/y)-(y/2),注意觀察右側含有x/y,利用齊次方程的解法令x=uy(注意自變數和函式),那麼整理得到:

u`-2(u/y)=-1/2;顯然再利用齊次方程的解法,令u=vy,得到:v`y-v=-1/2,再分離變數得到:dv/(v-0.

5)=dy/y,解得:ln(v-0.5)=y+c,最後把x回代得到:

ln[(x/y²)-0.5]=y+c,兩邊取指數函式得到標準形式:x/y²-(1/2)=dexp(y),d=expc為任意常數。

2樓:年昆銳仝霽

(1)y'+ycosx=e^(-sinx)解:∵y'+ycosx=e^(-sinx)==>dy+ycosxdx=e^(-sinx)dx==>e^(sinx)dy+ycosxe^(sinx)dx=dx(等式兩端同乘e^(sinx))

==>d(ye^(sinx))=dx

==>ye^(sinx)=x+c

(c是常數)

==>y=(x+c)e^(-sinx)

∴原方程的通解是y=(x+c)e^(-sinx)。

(2)dy/dx+ycotx=5e^(cosx)解:∵dy/dx+ycotx=5e^(cosx)==>dy+ycotxdx=5e^(cosx)dx==>sinxdy+ycosxdx=5e^(cosx)sinxdx(等式兩端同乘sinx)

==>d(ysinx)=-5d(e^(cosx))==>ysinx=c-5e^(cosx)

(c是常數)

==>y=(c-5e^(cosx))cscx∴原方程的通解是y=(c-5e^(cosx))/sinx。

(3)ylnydx+(x-lny)dy=0解:∵ylnydx+(x-lny)dy=0==>ylnydx+xdy=lnydy

==>lnydx+xdy/y=lnydy/y(等式兩端同除y)

==>d(xlny)=d((lny)^2/2)==>xlny=(lny)^2/2+c

(c是常數)

==>x=lny/2+c/lny

∴原方程的通解是x=lny/2+c/lny。

(4)dy/dx+(2-3x^2)y/x^3=1解:∵dy/dx+(2-3x^2)y/x^3=1==>x^3dy+(2-3x^2)ydx=x^3dx==>e^(-1/x^2)dy/x^3+(2/x^6-3/x^4)ye^(-1/x^2)dx=e^(-1/x^2)dx/x^3

(等式兩端同乘e^(-1/x^2)/x^6)==>d(e^(-1/x^2)y/x^3)=d(e^(-1/x^2)/2)

==>e^(-1/x^2)y/x^3=e^(-1/x^2)/2+c(c是常數)

==>y=(1/2+ce^(1/x^2))x^3∴原方程的通解是y=(1/2+ce^(1/x^2))x^3。

(5)(y^2-6x)dy/dx+2y=0解:∵(y^2-6x)dy/dx+2y=0==>y^2dy-6xdy+2ydx=0

==>dy/y^2-6xdy/y^4+2dx/y^3=0(等式兩端同除y^4)

==>-d(1/y)+2d(x/y^3)=0==>-1/y+2x/y^3=2c

(c是常數)

==>x=cy^3+y^2/2

∴原方程的通解是x=cy^3+y^2/2。

3樓:亢馳翰濮茗

方程dy/dx+p(x)y=q(x)

叫做一階線性微分方程(因為它對於未知函式及其導數均為一次的)。

如果q(x)恆等於0

,則方程稱為齊次的;

如果q(x)不恆等於零,則方程稱為非齊次的。、例如(1+x^2)dy=(x+y)dx

dy/dx=(x+y)/(1+x^2)=x/(1+x^2)+y/(1+x^2)

dy/dx-y/(1+x^2)=x/(1+x^2)p(x)=-1/(1+x^2)

q(x)=x/(1+x^2)不恆等於0

所以是一階線性非齊次方程

一階線性微分方程求通解問題

4樓:東方欲曉

1) y'+p(x)y = 0的通解加上 y'+p(x)y = q(x)的特解等於 y'+p(x)y = q(x)的通解。

2) 思路沒有錯,過程超複雜。

一階線性微分方程通解公式怎麼巧記?

5樓:茹翊神諭者

先把對p(x)的積分就出來

然後把它代入方框即可

詳情如圖所示,有任何疑惑,歡迎追問

6樓:鬼話狐

一階線性微分方程dy/dx+p(x)y=q(x)的通解公式應用「常數變易法」求解.

∵由齊次方程dy/dx+p(x)y=0

==>dy/dx=-p(x)y

==>dy/y=-p(x)dx

==>ln│y│=-∫p(x)dx+ln│c│ (c是積分常數)

==>y=ce^(-∫p(x)dx)

∴此齊次方程的通解是y=ce^(-∫p(x)dx)

於是,根據常數變易法,設一階線性微分方程dy/dx+p(x)y=q(x)的解為

y=c(x)e^(-∫p(x)dx) (c(x)是關於x的函式)

代入dy/dx+p(x)y=q(x),化簡整理得

c'(x)e^(-∫p(x)dx)=q(x)

==>c'(x)=q(x)e^(∫p(x)dx)

==>c(x)=∫q(x)e^(∫p(x)dx)dx+c (c是積分常數)

==>y=c(x)e^(-∫p(x)dx)=[∫q(x)e^(∫p(x)dx)dx+c]e^(-∫p(x)dx)

故一階線性微分方程dy/dx+p(x)y=q(x)的通解公式是

y=[∫q(x)e^(∫p(x)dx)dx+c]e^(-∫p(x)dx) (c是積分常數).

一階線性微分方程通解公式的問題

7樓:假面

舉例說明:(x-2)*dy/dx=y 2*(x-2)^3解:∵(x-2)*dy/dx=y 2*(x-2)³(x-2)dy=[y 2*(x-2)³]dx(x-2)dy-ydx=2*(x-2)³dx[(x-2)dy-ydx]/(x-2)²=2*(x-2)dxd[y/(x-2)]=d[(x-2)²]

y/(x-2)=(x-2)² c   (c是積分常數)y=(x-2)³ c(x-2)

∴原方程的通解是y=(x-2)³ c(x-2)(c是積分常數)。

8樓:良田圍

1、樓主問的問題是涉及積分因子的問題,而求積分因子的目的是在尋求全微分;

2、也就是說,在微分方程的左側乘以乙個積分因子,就使得左側變成全微分形式。

3、如果在積分中加入積分因子,結果只是等於在積分因子前,乘上了乙個e^c的常

數,這個常數對全微分沒有絲毫貢獻,也沒有絲毫影響。所以,通常就省去了。

4、左側乘上積分因子後,右側同樣乘以積分因子,因為左側的導函式、原函式都

一次性地解決了,方程的右側變成了乙個單純的積分問題,不再涉及導函式與原

函式的糾纏。

如有不明白之處,歡迎追問。

9樓:洛朗君

[高數]變限積分求導易錯點

10樓:

是一樣的.設加上常數a,實際上就是e^a.它與括號裡面的任意常數c的乘積可合併為新的常數d.

與括號裡的第二項的乘積就約掉了(注意你代入∫e^(p(x)dx進入後面積分時,有個e^(-a)同樣要代入)

一階線性微分方程通解公式考研能直接用嗎

11樓:

一階線性微分方程通解公式是高數(同濟版)上有的,高數考研就是參考這本書,可以直接用的……

一階線性微分方程dxdyxy怎麼解

最下面那個式子兩邊積分不就可以得出u關於x的函式了麼,然後把u x y帶進去不就解決了?還有什麼問題記得追問 一階線性微分方程dy dx p x y q x 的通解公式怎麼理解?一階線性微分方程dy dx p x y q x 的通解公式應用 常數變易法 求解。由齊次方程dy dx p x y 0,d...

求一階微分方程 x y 3 dy ydx的通解

dy dx y x y 3 dx dy x y y 2,令x y u,則dx udy ydu,dx dy u ydu dy dx dy u ydu dy u y 2,du dy yu 1 2y 2 c,x y 1 2y 2 c,x 1 2y 3 cy x dx dy xy x du2y 3,同除以x...

求解高數微分方程 一階 ,高數解一階線性微分方程

7 y 2xy x 2 y 2 2 y x 1 y x 2 令u y x,則y xu,y u xu u xu 2u 1 u 2 xu u u 3 1 u 2 1 u 2 u u 3 du dx x 1 u 1 1 u 1 1 u du dx xln u ln 1 u ln 1 u ln x cu 1...