微分方程式的階和次是什麼意思?

2025-05-24 03:40:13 字數 4010 閱讀 9017

1樓:影子

17世紀就提出了彈性問題,這類問題導致懸鏈線。

方程、振動弦的方程等等。總之,力學、天文學、幾何學。

等領域的許多問題都導致微分方程。20世紀以來,隨著大量的邊緣科學諸如電磁流體力學、化學流體力學、動力氣象學、海洋動力學、地下水動力學等等的產生和發展,也出現不少新型的微分方程(特別是方程組)。

在當代,甚至許多社會科學的問題亦導致微分方程,如人口發展模型、交通流模型……。因而微分方程的研究是與人類社會密切相關的。當初,數學家們把精力集中放在求微分方程的通解上,後來證明這一般不可能,於是逐步放棄了這一奢望,而轉向定解問題:

初值問題、邊值問題、混合問題等。但是,即便是一階常微分方程。

初等解(化為積分形式)也被證明不可能,於是轉向定量方法(數值計算)、定性方法,而這首先要解決解的存在性、唯一性等理論上的問題。

70年代隨著數學向化學和生物學的滲透,出現了大量的反應擴散方程態敬櫻。稿判從「求通解」到「求解定解問題」

數學家們首先發現微分方程有無窮個解。常微分方程的解會含有乙個或多個任意常數,其個數就是方程的階數。偏微分方程。

的解會含有乙個或多個任意函式,其個數隨方程的階數而定。命方程的解含有的任意元素(即任意常數或任意函式)作儘可能的變化,人們就可能得到方程所有的解,於是數學家就把這種含有任意元素的解稱為「通解」。在帆叢很長一段時間裡,人們致力於「求通解」。

但是以下三種原因使得這種「求通解」的努力,逐漸被放棄。

2樓:沉夜孤星

微分方程指含有未知函式及其導數的關係式。解微分方程就是找出未知函式。

微分方程是伴隨著微積分學一起發展起來的。微積分學的奠基人newton和leibniz的著作中都處理過與微分方程有關的問題。微分方程的應用十分廣泛,可以解決許多與導數有關的問題。

物理中許吵賣多涉及變力的運動學、動力學問題,如空氣的阻力為速度函式的落體運動等問題,很多可以用微分方程求解。此外,微分方程在化學、工程學、經濟學和人口統計等領域都有應用。

數學領域對微分方程的研究著重在幾個不同的面向,但大多數都是關心微分方程的解。只有少數簡單的微分方程可以求得解判悔析解。不過即使沒有找到其解析解,仍然可以確認其解的部分性質。

在無法求得解析解時,可以利用數值分析的方式,利用電腦來找到其數值解。 動力系統理論強調對於微分方程系統的量化分析,而許多數值方法可以計算微分方程的數值解,且有一定的準確度。

微分方程研究的**:它的研究**極廣,歷史久遠。牛頓和萊布尼茨創造微分和積分運算時,指出了它們的互逆性,事實上這是解決了最簡單的微分方程y'=f(x)的求解問題。

當人們用微積分學去研究幾何學、力學、物理學所提出的問題時,微分方程就大量地湧現出來。牛頓本人已經解決了二體問題:在太陽引力作用下,乙個單一的行星的運動。

他把兩個物體都理想化為質點,得到3個未知函式的3個二階方程組,經公升衝逗簡單計算證明,可化為平面問題,即兩個未知函式的兩個二階微分方程組。用叫做「首次積分」的辦法,完全解決了它的求解問題。

微分方程的階是什麼?

3樓:98聊教育

微分方程的階數是指方程中微分形式的最高階數。

所謂微分形式的階,是指導數的形式是幾攜尺叢次導數。

如果方程含有y對x的二階導數。

即y'',即y對x的導數再求導數,那就是二階微分方程。

可降階方程在有些情況下,可以通過困鉛適當的變數代換,把二階微分方程化成一階微分方程來求解,具有這種性質的微分方程稱為可降階的微分方程,相應的求解方法稱為降階法。

y''=f(x)型方程特點:右端僅含有自變數。

x,逐次積分即可得到通解,對二階以上的微分方程也可類似求解辯櫻。

怎麼區別一階微分方程,一階線性微分方程,二階齊次線性微分方程

4樓:熱誠且可愛丶君子蘭

區別一階微分方程,一階線性微分方程,二階齊次線性微分方程從它的性質,方程式區分。形如y'=f(y/x)的方程稱為齊次方程,這裡是指方程中每一項關於x、y的次數都是相等的,例如x^2,xy,y^2都算是二次項,而y/x算0次項纖核,方程y'=1+y/x中每一項都是0次項,所以是齊次方程。形如y''+py'+qy=0的方程稱為齊次線性方程,這裡齊次是指方程中每一項關於未知函式y及其導數y',y'',的次數都是相等的(都是一次)衝瞎,線性則表示導數之間是線性運算(簡單地說就是各階導數之間的只能加減),比如方程y''+py'+qy=x就不是齊次的,因為方程右邊的項x不含y及y的導數,是關於y,y',y'',的0次毀判掘項,因而就要稱為非齊次線性方程,方程yy'=1也不是,因為它首先不是線性的。

微分方程的階是指方程出現的最高階導數的階,比如y''+py'+qy=0出現最高階導數是y'',它的階是2階。

微分方程的階是指什麼

5樓:小慧說教育

<>微分方程的階數是指方程中微分形式的最高階數,所謂微分形式的階,是指導數的形式是幾次導數。如果方程含有y對x的二階導數,即y,即y對x的導數再求導數,那就是二階微分方程。

含有未知函式的導數,如dy/dx=2x、ds/dt=都是微分方程。一般的、凡是表示未知函式、未知函式的導數與自變數。

之間的關係的方程,叫做微分方程。未知函式是一元函式的,叫常微分方程。

未知函式是多元函式的、叫做偏微分方程。

微分方程有時也簡稱方程。

什麼是一階線性微分方程

6樓:教育學堂

一階線性微分方程是形如y'+p(x)y=q(x)的微分方程。

其中q(x)稱為自由項。一階,指的是方程中關於y的導數是一階導數。線性,指的是方程簡化後的每一項關於y、y'的指數為1。

一階線性微分方程的求解一般採用常數變易法,通過常數變易法,可求出一階線性微分方程的通解。

實際上公豎睜式:y'+py=q之通解為y=[e^(-pdx)]{q[e^(∫pdx)睜李]dx+c}中要求每乙個不定積分都要算出具體的原函式且不再加c。

而本題∫pdx=ax,但∫q[e^(ax)]dx=∫f(x)[e^(ax)]dx中,因為有抽象函式f(x)無法算出具體的悉纖遲原函式,所以要用不定積分與變限積分的公式:∫f(x)dx=∫[a→x]f(t)dt+c(所以每個題都可寫上下限。

本題用此公式取上式的a=0,c換為c1,(當然被積函式也要換成本題的被積函式),代入公式後c1+c換為c2再換為c。這樣才能代入初始條件y(0)=0,求出c。

一階齊次線性微分方程的通解是什麼?

7樓:我愛學習

舉例說明:(x-2)*dy/dx=y 2*(x-2)^3解:肢滲告。

x-2)*dy/dx=y 2*(x-2)³x-2)dy=[y 2*(x-2)³]dxx-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)。

擴充套件資歷明料解的特點:一階齊次:兩個解的和還是解,乙個解乘以乙個常數還是解;

一階非齊次:兩個解的差是齊次方程。

的解,非齊次方程的乙個解加上齊次方程的乙個解還是非齊次方程的解。

通解的結構:

一階齊次:y=cy1,y1是齊次方程的乙個非零解;

一階非齊次:y=y*+cy1,其中y*是非齊次方程的喊返乙個特解,y1是相應的齊次方程的乙個非零特解。

8樓:摩羯小魚兒

舉例說明:(x-2)*dy/dx=y 2*(x-2)^3解:(x-2)*dy/dx=y 2*(x-2)³x-2)dy=[y 2*(x-2)³]dxx-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)。

什麼是一階微分與高階微分,高階微分方程和高階線性微分方程的區別

一階微復分 設函式y f x 在x的鄰制域內有定義,baix及x dux在此區間內。如果函式zhi的增量 y f x x f x 可表示為 y a x o x 其中a是不依賴於 x的常數 而o x 是比 x高階的無窮小,那麼稱函式f x 在點x是可微的,且a x稱作函式在 dao點x相應於自變數增量...

二階常係數非齊次線性微分方程的特解

設二階微分方程x ax bx f t 非齊次項f t p t e t 其中a b為常數,p t 為t的n次多項式。若 為方程內的k重特徵根,則特解的容 形式為x t t k q t e t 其中q t 為待定n次多項式,k 0,1,2。對於線性常微分方程,每乙個具體的解都是其特解。可以用眼睛看,也可...

求解二階常係數非齊次線性微分方程的步驟

特徵bai方程 r 2 r 2 0 特徵根 r1 1,r2 2 y y 2y 0 的通解 duy c1 e zhix c2 e 2x 原方程特解 dao設為 y x ax b e xy y 代入版原方程,確定權 a 1 b 4 3原方程通解為 y c1 e x c2 e 2x x2 4x 3 e x...