求微分方程的通解,求詳細步驟,這個微分方程通解怎麼求

2022-05-17 15:17:20 字數 5573 閱讀 8316

1樓:匿名使用者

微分方程的解通常是一個函式表示式y=f(x),(含一個或多個待定常數,由初始條件確定)。

例如:其解為:

其中c是待定常數;

如果知道

則可推出c=1,而可知 y=-\cos x+1。

一階線性常微分方程

對於一階線性常微分方程,常用的方法是常數變易法:

對於方程:y'+p(x)y+q(x)=0,可知其通解:

然後將這個通解代回到原式中,即可求出c(x)的值。

二階常係數齊次常微分方程

對於二階常係數齊次常微分方程,常用方法是求出其特徵方程的解

對於方程:

可知其通解:

其特徵方程:

根據其特徵方程,判斷根的分佈情況,然後得到方程的通解

一般的通解形式為:若則有

若則有在共軛複數根的情況下:

r=α±βi

擴充套件資料

一階微分方程的普遍形式

一般形式:f(x,y,y')=0

標準形式:y'=f(x,y)

主要的一階微分方程的具體形式

約束條件

微分方程的約束條件是指其解需符合的條件,依常微分方程及偏微分方程的不同,有不同的約束條件。

常微分方程常見的約束條件是函式在特定點的值,若是高階的微分方程,會加上其各階導數的值,有這類約束條件的常微分方程稱為初值問題。

若是二階的常微分方程,也可能會指定函式在二個特定點的值,此時的問題即為邊界值問題。若邊界條件指定二點數值,稱為狄利克雷邊界條件(第一類邊值條件),此外也有指定二個特定點上導數的邊界條件,稱為諾伊曼邊界條件(第二類邊值條件)等。

偏微分方程常見的問題以邊界值問題為主,不過邊界條件則是指定一特定超曲面的值或導數需符定特定條件。

唯一性存在性是指給定一微分方程及約束條件,判斷其解是否存在。唯一性是指在上述條件下,是否只存在一個解。

針對常微分方程的初值問題,皮亞諾存在性定理可判別解的存在性,柯西-利普希茨定理 [4]  則可以判別解的存在性及唯一性。

針對偏微分方程,柯西-克瓦列夫斯基定理可以判別解的存在性及唯一性。 皮亞諾存在性定理可以判斷常微分方程初值問題的解是否存在。

2樓:匿名使用者

解:∵y^3y"-1=0

==>y^3y'dy'/dy=1

==>2y'dy'=2dy/y^3

==>∫2y'dy'=∫2dy/y^3 (積分)==>y'^2=c1-1/y^2 (c1是積分常數)==>y'=±√(c1y^2-1)/y

==>c1ydy/√(c1y^2-1)=±c1dx==>(1/2)d(c1y^2-1)/√(c1y^2-1)=±c1dx

==>∫(1/2)d(c1y^2-1)/√(c1y^2-1)=±∫c1dx (積分)

==>√(c1y^2-1)=c2±c1x (c2是積分常數)==>c1y^2-(c2±c1x)^2=1∴此方程的通解是c1y^2-(c2±c1x)^2=1。

這個微分方程通解怎麼求

3樓:十全小秀才

解:∵微分方程為(x²-4x)y'+y=0,化為dy/dx=y/[(4-x)x]

∴有dy/y=dx/[(4-x)x],

4dy/y=dx[1/x+1/(4-x)],4ln|y|=ln|x|-ln|x-4|+ln|c|,(c為任意非零常數)

∴方程的通解為y^4=cx/(x-4)

4樓:匿名使用者

(x^2-4x)y'+y=0

(x^2-4x)dy/dx=-y

dy/y=dx/(4x-x^2)

∫dy/y=∫dx/(4x-x^2)

ln|y|=(1/4)*ln|x/(x-4)|+cy=c*|x/(x-4)|^(1/4),其中c是任意常數

5樓:洛朗君

[高數]變限積分求導易錯點

求微分方程通解,求詳細過程

6樓:關素枝保婉

首先,把原式化簡一下,等式兩邊先同時除以dx,再同時除以x,就可以得到:

y/x+(1+y/x)(dy/dx)=0的等式

(0),

設u=y/x(1),推出dy/dx=(xdu/dx)+u

(2),

將(1)(2)同時帶入(0)式:u+(1+u)(xdu/dx+u)=0

化簡以後可以得到:x(1+u)du/dx

=-u^2-2u

繼續化簡就是:

-(1+u)/u(u+2)du=dx

/x兩邊同時積分.

右邊積分是ln

x,左邊的-(1+u)/u(u+2)=-1/2*[(1/u)+1/(u+2)]

-1/2*[(1/u)+1/(u+2)]du=-1/2*[du/u+du/(u+2)]

左邊積分後就是:-1/2*[ln

u+ln(u+2)]

通解還要再加上一個常數c,

所以就是:-1/2*[ln

u+ln(u+2)]=ln

x+c將u=y/x帶入得到-1/2*[ln(y/x)+ln(y/x+2)]=lnx+c

7樓:賁遐思胥月

方程改寫為:dx/dy+1/3×x=2cosy/3×x^(-2),此為伯努利方程,n=-2

令z=x^3,則方程化為z'+z=2cosy,套用通解公式,得z=e^(-y)×[e^y(siny+cosy)+c]=siny+cosy+ce^(-y)

所以,原方程的通解是x^3=siny+cosy+ce^(-y)

8樓:鍾全婁卯

微分方程求通解,其詳細過程,見圖。

此題可以化為關於x的一階線性微分方程,可以直接代通解高數,得到微分方程的通解。

求微分方程通解,詳細過程見上圖。

9樓:系鬆蘭彤橋

求詳細過程

具體解答如圖所示

求微分方程通解,要詳細步驟

10樓:勿忘心安

1)特徵方程為r²-5r+6=0, 即(r-2)(r-3)=0, 得r=2, 3

設特解y*=a, 代入方程得:6a=7, 得a=7/6

故通解y=c1e^(2x)+c2e^(3x)+7/6

2) 特徵方程為2r²+r-1=0, 即(2r-1)(r+1)=0, 得r=1/2, -1

設特解y*=ae^x, 代入方程得:

2a+a-a=2, 得a=1

因此通解y=c1e^(x/2)+c2e^(-x)+e^x

拓展資料:微分方程論是數學的重要分支之一。大致和微積分同時產生,並隨實際需要而發展。

含自變數、未知函式和它的微商(或偏微商)的方程稱為常(或偏)微分方程。

介紹含有未知函式的導數,如

的方程都是微分方程。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。

概述大致與微積分同時產生。事實上,求y′=f(x)的原函式問題便是最簡單的微分方程。i.

牛頓本人已經解決了二體問題:在太陽引力作用下,一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。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。

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。

11樓:撒念風

只能是c

2x-cosx是對應的齊次微分方程的解,原方程的通解為c(2x-cosx)+cosx

微分方程的通解怎麼求

12樓:匿名使用者

微分方程的解通常是一個函式表示式y=f(x),(含一個或多個待定常數,由初始條件確定)。

例如:其解為:

其中c是待定常數;

如果知道

則可推出c=1,而可知 y=-\cos x+1。

一階線性常微分方程

對於一階線性常微分方程,常用的方法是常數變易法:

對於方程:y'+p(x)y+q(x)=0,可知其通解:

然後將這個通解代回到原式中,即可求出c(x)的值。

二階常係數齊次常微分方程

對於二階常係數齊次常微分方程,常用方法是求出其特徵方程的解

對於方程:

可知其通解:

其特徵方程:

根據其特徵方程,判斷根的分佈情況,然後得到方程的通解

一般的通解形式為:若則有

若則有在共軛複數根的情況下:

r=α±βi

擴充套件資料

一階微分方程的普遍形式

一般形式:f(x,y,y')=0

標準形式:y'=f(x,y)

主要的一階微分方程的具體形式

約束條件

微分方程的約束條件是指其解需符合的條件,依常微分方程及偏微分方程的不同,有不同的約束條件。

常微分方程常見的約束條件是函式在特定點的值,若是高階的微分方程,會加上其各階導數的值,有這類約束條件的常微分方程稱為初值問題。

若是二階的常微分方程,也可能會指定函式在二個特定點的值,此時的問題即為邊界值問題。若邊界條件指定二點數值,稱為狄利克雷邊界條件(第一類邊值條件),此外也有指定二個特定點上導數的邊界條件,稱為諾伊曼邊界條件(第二類邊值條件)等。

偏微分方程常見的問題以邊界值問題為主,不過邊界條件則是指定一特定超曲面的值或導數需符定特定條件。

唯一性存在性是指給定一微分方程及約束條件,判斷其解是否存在。唯一性是指在上述條件下,是否只存在一個解。

針對常微分方程的初值問題,皮亞諾存在性定理可判別解的存在性,柯西-利普希茨定理 [4]  則可以判別解的存在性及唯一性。

針對偏微分方程,柯西-克瓦列夫斯基定理可以判別解的存在性及唯一性。 皮亞諾存在性定理可以判斷常微分方程初值問題的解是否存在。

13樓:兔斯基

非齊次的特解帶入非齊次方程中,如下詳解望採納

14樓:惜君者

^先求對應的齊次方程dy/dx=2y/(x+1)的通解dy/y=2dx/(x+1)

ln|y|=2ln|x+1|+ln|c|

y=c (x+1)²

由常數變易法,令y=c(x)(x+1)²

則dy/dx=c'(x)(x+1)²+2c(x)(x+1)代入原方程得

c'(x)(x+1)²=(x+1)^(5/2)c'(x)=(x+1)^(1/2)

c(x)=2/3 (x+1)^(3/2)+c故原方程的通解為y=2/3 (x+1)^(7/2) +c(x+1)²

求微分方程,具體過程,求微分方程通解,求詳細過程

求微分方程du dx 2x x 1 u x 2的同解 解 先求齊次方程du dx 2x x 1 u 0的通解 分離變數得du u 2x x 1 dx 積分之得lnu 2x x 1 dx d x 1 x 1 ln x 1 lnc lnc x 1 故得u c x 1 將c 換成x的函式p,得u p x ...

高數微分方程求通解,高數微分方程求通解

哈哈,大概就是這樣的模板,先佔個地方,剩下的,做完發上來 高數微分方程求通解 20 5 對x求導,y y e x,設y ax b e x代入,得通解y x c e x 5.兩邊對x 求導,du 得 y x e zhix y x 即 y y e x 是 一元線性微分方dao程版,通解是y e 權dx ...

高數微分方程通解特解,微分方程的特解怎麼求

因表示式為cosx 設待定特 解為y acosx bsinx 這是固定用法,a,b為待定係數 代入微分方程y y cosx得 acosx bsinx acosx bsinx cosx 即,回答 2acosx 2bsinx cosx比較係數得到 2a 1,2b 0 特解為y 1 2 cosx 微分方程...