求解微分方程,求解微分方程的方法

2022-07-22 10:58:07 字數 6483 閱讀 9258

1樓:

上面答的是都是什麼呀。

y'明顯的是對x求導。

這是乙個高等數學問題,絕對的本科內容。

dy/dx=a/y+b=(a+by)/y

dx/dy=y/(a+by)

dx=[y/(a+by)]dy=[(1/b)-a/(b*b*y+a)]dy

兩邊同時積分,得

x=y/b-a*ln|b*b*y+a|/(b*b) +c得到了x關於y的函式。

可以反求出y關於x方程。

需要注意的是,x關於y的函式有絕對值符號的出現,也就是乙個x對應兩個y了。

由於x關於y是乙個超越式,不是代數式。故很難求出y關於x的方程。

不過在實際運用中,求出x關於y的函式即可。

這是由於一旦x關於y的函式確定了,y關於x的方程也就自然確定了(可以由圖象法或數值法得到)。

2樓:匿名使用者

是不是想解決機車功率不變的啟動問題呀

x*dy/dx=b/y+c

[y/(b+cy)]dy=[1/x]dx

積分得:

y/c-(b/c^2)ln(b+cy)=lnx+kk為常數

這個問題我也思考過

3樓:匿名使用者

這題這麼簡單 幹嘛用150分啊 浪費啊

y=∫(a/y+b)dy =alny+by+c

其中c是常數

4樓:雲雨雷電風

令 t=1/y ,y=1/t,y'=-1/t�0�5,得 t'=-at�0�6-bt�0�5,dt/(at�0�6+bt�0�5)=-dx,兩邊積分,再把y代回即可。

5樓:

直接積分,y=∫(a/y+b)dy =alny+by+c

c是常數

6樓:粟公尺范姜磊

解:1。∵(1+y²sin2x)dx-ycos2xdy=0

==>2(1+y²sin2x)dx-2ycos2xdy=0

==>2dx-y²d(cos(2x))-cos(2x)d(y²)=0

==>d(y²cos(2x))=2dx

==>y²cos(2x)=2x+c

(c是積分常數)

∴原微分方程的通解是y²cos(2x)=2x+c

(c是積分常數)

2。設x=u-2,y=uv-3.則u=x+2,v=(y+3)/(x+2),dx=du,dy=udv+vdu

代入原方程整理得(udv+vdu)/du=(v-1)/(v+1)

==>udv/du=-(1+v²)/(v+1)

==>(v+1)dv/(1+v²)=-du/u

==>ln(1+v²)/2+arctanv=-ln│u│+ln│c│/2

(c是積分常數)

==>u²(1+v²)=ce^(-2arctanv)

==>(x+2)²+(y+3)²=ce^(-2arctan((y+3)/(x+2)))

故原微分方程的通解是(x+2)²+(y+3)²=ce^(-2arctan((y+3)/(x+2)))

(c是積分常數)

3。設y=xt.則dy=xdt+tdx

∵x(lnx-lny)dy-ydx=0

==>ln(y/x)dy+(y/x)dx=0

==>lnt(xdt+tdx)+tdx=0

==>xlntdt+t(lnt+1)dx=0

==>lntdt/(t(lnt+1))=-dx/x

==>lntd(lnt)/(lnt+1)=-dx/x

==>lnt-ln│lnt+1│=-ln│x│-ln│c│

(c是積分常數)

==>t/(lnt+1)=1/(cx)

==>y=xe^(cy-1)

(把y=xt代換,並整理)

∴原微分方程的通解是y=xe^(cy-1)

(c是積分常數)

4。設x=yt.則dx=ydt+tdy

∵(1+2e^(x/y))dx+2e^(x/y)(1-x/y)dy=0

==>(1+2e^t)(ydt+tdy)+2e^t(1-t)dy=0

==>y(1+2e^t)dt+(t+2e^t)dy=0

==>(1+2e^t)dt/(t+2e^t)=-dy/y

==>d(t+2e^t)/(t+2e^t)=-dy/y

==>ln│t+2e^t│=-ln│y│+ln│c│

(c是積分常數)

==>t+2e^t=c/y

==x/y+2e^(x/y)=c/y

==>2ye^(x/y)+x=c

∴原微分方程的通解是2ye^(x/y)+x=c

(c是積分常數)

5。∵原方程的齊次方程的特徵方程是r²+1=0.則它的特徵根是r=±i

∴此特徵方程的通解是y=c1sinx+c2cosx

(c1,c2是積分常數)

設原微分方程的特解是y=ax+bsin(2x)

∵y'=a+2bcos(2x),y''=-4bsin(2x)

代入原方程得ax-3bsin(2x)=x+3sin(2x)

比較同次冪係數,得a=1,b=-1

∴原微分方程的特解是y=x-sin(2x)

故原微分方程的通解是y=c1sinx+c2cosx+x-sin(2x)

(c1,c2是積分常數)

6。∵xy〃+(x²-1)(y'-1)=0

==>xd(y')+(x²-1)(y'-1)dx=0

==>d(y')/(y'-1)=(1/x-x)dx

==>ln│y'-1│=ln│x│-x²/2+ln│c1│

(c1是積分常數)

==>y'=1+c1xe^(-x²/2)

==>y=x-c1e^(-x²/2)+c2

(c2是積分常數)

∴原微分方程的通解是y=x-c1e^(-x²/2)+c2

(c1,c2是積分常數)

求解微分方程的方法

7樓:天使之翼

已知微分方程的通解怎麼求這個微分方程

答:求導!如:

1。x^2-xy+y^2=c等式兩邊對x求導:2x-y-x(dy/dx)+2y(dy/dx)=0故dy/dx=(2x-y)/(x-2y);或寫成2x-y-(x-2y)y′=0

若要求二階微分方程則需再求導一次:

2-y′-(1-2y′)y′+(x-2y)y〃=02。e^(-ay)=c1x+c2

-ay′e^(-ay)=c₁(一階微分方程)-ay〃e^(-ay)-ay′(-ay′)e^(-ay)=0,即a²(y′)²-ay〃=0(二階微分方程)

微分方程的特解怎麼求

8樓:安貞星

二次非齊次微分方程的一般解法

一般式是這樣的ay''+by'+cy=f(x)

第一步:求特徵根

令ar²+br+c=0,解得r1和r2兩個值,(這裡可以是複數,例如(βi)²=-β²)

第二步:通解

1、若r1≠r2,則y=c1*e^(r1*x)+c2*e^(r2*x)

2、若r1=r2,則y=(c1+c2x)*e^(r1*x)

3、若r1,2=α±βi,則y=e^(αx)*(c1cosβx+c2sinβx)

第三步:特解

f(x)的形式是e^(λx)*p(x)型,(注:p(x)是關於x的多項式,且λ經常為0)

則y*=x^k*q(x)*e^(λx) (注:q(x)是和p(x)同樣形式的多項式,例如p(x)是x²+2x,則設q(x)為ax²+bx+c,abc都是待定係數)

1、若λ不是特徵根 k=0 y*=q(x)*e^(λx)

2、若λ是單根 k=1 y*=x*q(x)*e^(λx)

3、若λ是二重根 k=2 y*=x²*q(x)*e^(λx)(注:二重根就是上面解出r1=r2=λ)

f(x)的形式是e^(λx)*p(x)cosβx或e^(λx)*p(x)sinβx

1、若α+βi不是特徵根,y*=e^λx*q(x)(acosβx+bsinβx)

2、若α+βi是特徵根,y*=e^λx*x*q(x)(acosβx+bsinβx)(注:ab都是待定係數)

第四步:解特解係數

把特解的y*'',y*',y*都解出來帶回原方程,對照係數解出待定係數。

最後結果就是y=通解+特解。

通解的係數c1,c2是任意常數。

拓展資料:

微分方程

微分方程指描述未知函式的導數與自變數之間的關係的方程。微分方程的解是乙個符合方程的函式。而在初等數學的代數方程,其解是常數值。

高數常用微分表

唯一性存在定一微 分程及約束條件,判斷其解是否存在。唯一性是指在上述條件下,是否只存在乙個解。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。

9樓:匿名使用者

微分方程的特解步驟如下:

乙個二階常係數非齊次線性微分方程,首先判斷出是什麼型別的。

然後寫出與所給方程對應的齊次方程。

接著寫出它的特徵方程。由於這裡λ=0不是特徵方程的根,所以可以設出特解。

把特解代入所給方程,比較兩端x同次冪的係數。

舉例如下:

10樓:耐懊鶴

∵齊次方程y''-5y'+6y=0的特徵方程是r²-5r+6=0,則r1=2,r2=3

∴齊次方程y''-5y'+6y=0的通解是y=c1e^(2x)+c2e^(3x) (c1,c2是積分常數)

∵設原方程的解為y=(ax²+bx)e^(2x)

代入原方程,化簡整理得-2axe^(2x)+(2a-b)e^(2x)=xe^(2x)

==>-2a=1,2a-b=0

==>a=-1/2,b=-1

∴原方程的乙個解是y=-(x²/2+x)e^(2x)

於是,原方程的通解是y=c1e^(2x)+c2e^(3x)-(x²/2+x)e^(2x) (c1,c2是積分常數)

∵y(0)=5,y'(0)=1 ==>c1+c2=5,2c1+3c2-1=11

∴c1=3,c2=2

故原方程在初始條件y(0)=5,y'(0)=1下的特解是y=3e^(2x)+2e^(3x)-(x²/2+x)e^(2x)

即y=(3-x-x²/2)e^(2x)+2e^(3x).

11樓:匿名使用者

微分方程的特解怎麼求?你是80我也不會。有時間我告訴你。

12樓:匿名使用者

這個提示非常難的,我覺得具有這方面的學生或者是老師幫來解答,知道你是學生還是什麼?如果你是學生的話,你可以問以前老師,不要不好意思的

微分方程的通解怎麼求

13樓:匿名使用者

微分方程的解通常是乙個函式表示式y=f(x),(含乙個或多個待定常數,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,判斷根的分布情況,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,是否只存在乙個解。

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。

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