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线性微分方程
这种微分方程的形式为: ,其中,p,q与y,y'无关,但可以与x有关.它对y与y'而言是一次的,故被称之为一阶线性微分方程。
当q=0时称为齐次线性微分方程;当q≠0时称为非齐次线性微分方程。
齐次线性微分方程的解法
齐次线性微分方程的形式为:
此方程是可分离变量的微分方程,分离变量后,得: ,这就可以由我们前面所学的方法进行求解。
例题:求 的一般解。
解答:由此方程可得 ,故
因此该方程的一般解为:
非齐次线性微分方程的解法
非齐次线性微分方程的形式为:
这种方程的解法为:先求出其对应的齐次线性微分方程 的一般解 ,然后把c看作x的函数,再代到非齐次线性微分方程中来决定c,使它能满足非齐次微分方程。
中把c作为x的函数求导数比c作为常数求导数要多处一项: ,所以 中c作为x的函数代入微分方程就得到 .
所以只要 ,即 就可使非齐次线性微分方程得到满足,即 为所求的一般解。
上面我们说学的这种解法被称为Lagrange常数变易法。
例题:求解
解答:相应齐次线性微分方程 的一般解为:
把c看成x的函数代入得:
因此:c'=x(x+1)
∴
故: 就是非齐次线性微分方程的一般解。 |