一阶线性微分方程通解公式
7991次浏览 发布时间:2022-08-19 15:50:32一、一阶线性微分方程公式是什么?
一阶线性微分方程公式是:y'+P(x)y=Q(x)。
形如y'+P(x)y=Q(x)的微分方程称为一阶线性微分方程,Q(x)称为自由项。一阶,指的是方程中关于Y的导数是一阶导数。线性,指的是方程简化后的每一项关于y、y'的次数为0或1。
一阶线性微分推导:
实际上公式:y'+Py=Q之通解为y=[e^(-∫Pdx)]{∫Q[e^(∫Pdx)]dx+C}中要求每一个不定积分都要算出具体的原函数且不再加C。
而本题∫Pdx=ax,但∫Q[e^(ax)]dx=∫f(x)[e^(ax)]dx中,因为有抽象函数f(x)无法算出具体的原函数,所以要用不定积分与变限积分的公式:∫f(x)dx=∫[a→x]f(t)dt+C(所以每个题都可写上下限。
本题用此公式取上式的a=0,C换为C1,(当然被积函数也要换成本题的被积函数),代入公式后C1+C换为C2再换为C。这样才能代入初始条件y(0)=0,求出C。
二、一阶线性微分方程通解公式是什么?
举例说明:(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)dx
d[y/(x-2)]=d[(x-2)2]
y/(x-2)=(x-2)2 C (C是积分常数)
y=(x-2)3 C(x-2)
∴原方程的通解是y=(x-2)3 C(x-2)(C是积分常数)。
扩展资料:
注意到,上式右端第一项是对应的齐次线性方程式(式2)的通解,第二项是非齐次线性方程式(式1)的一个特解。由此可知,一阶非齐次线性方程的通解等于对应的齐次线性方程的通解与非齐次线性方程的一个特解之和。