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微分方程的通解 、微分方程的通解要化简吗

   日期:2023-04-11     浏览:47    评论:0    
核心提示:什么是微分方程的通解?微分方程的通解公式:y=y1+y* = 1/2 + ae^(-x) +be^(-2x),其中:a、b由初始条件确定,例:y''+3y'+2y = 1,其对应的齐次方程的特征方程为

什么是微分方程的通解?

微分方程的通解公式:

y=y1+y* = 1/2 + ae^(-x) +be^(-2x),其中:a、b由初始条件确定,例:y''+3y'+2y = 1,其对应的齐次方程的特征方程为s^2+3s+2=0,因式分(s+1)(s+2)=0,两个根为:s1=-1 s2=-2。

y''+py'+qy=0,等式右边为零,为二阶常系数齐次线性方程;y''+py'+qy=f(x),等式右边为一个函数式,

为二阶常系数非齐次线性方程。可见,后一个方程可以看为前一个方程添加了一个约束条件。对于***个微分方程,目标为求出y的表达式。求解过程在课本中分门别类写得很清楚,由此得到的解,称为【通解】,

通解代表着这是解的集合。我们中学就知道,M个变量,需要M个个约束条件才能全部解出。例如,解三元一次方程组,需要三个方程。由此,在变量相同的条件下,多一个约束条件f(y),就可以多确定一个解,此解就称为【特解】。

微分方程通解是什么?

通解就是对所有的条件都适用,特解就是在一个或者多个条件限制下得到的解。

通解是这个方程所有解的集合,也叫作解集。特解是这个方程的所有解当中的某一个,也就是解集中的某一个元素。

例如,通解得y=kx(通解),y=2x(特解)。

举例:

如果微分方程的解中含有任意常数,且任意常数的个数与微分方程的阶数相同,这样的解叫做微分方程的通解!例如y=x^2+c是y'=x的通解,因为y=x^2+c中有一个任意常数c,y'=x是一阶微分方程,任意常数和阶数相等,所以为通解。

y=c1x+c2是y''=c1的通解,c1和c2是两个任意常数且无法合并,y''是二阶微分方程,阶数与任意常数个数相等,故为通解。

微分方程的通解是什么形式?

有如下这三种:

***种:y=C1cos2x+C2sin2x-xsin2x。由y2-y1=cos2x-sin2x是对应齐方程的解可推出cos2x、sin2x均为齐方程的解。

第二种:通解是一个解集,包含了所有符合这个方程的解;n阶微分方程就带有n个常数,与是否线性无关。

通解只有一个,但是表达形式可能不同,y=C1y1(x)+C2y2(x)是通解的话y=C1y1(x)+C2y2(x)+y1也是通解,但y=C1y1就是特解。

第三种:先求对应的齐次方程2y''+y'-y=0的通解。

二阶微分方程的相关介绍

对于一元函数来说,如果在该方程中出现因变量的二阶导数,我们就称为二阶(常)微分方程,其一般形式为F(x,y,y',y'')=0。在有些情况下,可以通过适当的变量代换,把二阶微分方程化成一阶微分方程来求解。

微分方程的通解公式是什么?

常微分方程通解公式是:y=y(x)。隐式通解一般为f(x,y)=0的形式,定解条件,就是边界条件,或者初始条件 。 常微分方程,属数学概念。

学过中学数学的人对于方程是比较熟悉的。在初等数学中就有各种各样的方程,,比如线性方程、二次方程、高次方程、指数方程、对数方程、三角方程和方程组等等。

六种常见的常微分方程通解:

1、一阶微分方程的普遍形式。

一般形式:F(x,y,y')=0。

标准形式:y'=f(x,y)。

主要的一阶微分方程的具体形式。

2、可分离变量的一阶微分方程。

3、齐次方程。

4、一阶线性微分方程。

5、伯努利微分方程。

6、全微分方程。

微分方程通解是什么?

微分方程的通解是一个函数表达式y=f(x)。其中一阶线性常微分方程通解方法为常数变易法;二阶常系数齐次常微分方程通解方法为求出其特征方程的解。偏微分方程常见的问题以边界值问题为主,边界条件则是指定一特定超曲面的值或导数需符定特定条件。

常微分方程常见的约束条件是函数在特定点的值,高阶的微分方程,会加上其各阶导数的值,这类约束条件的常微分方程称为初值问题。

若是二阶的常微分方程,也可能会指定函数在二个特定点的值,此时的问题即为边界值问题。若边界条件指定二点数值,称为狄利克雷边界条件(***类边值条件),此外也有指定二个特定点上导数的边界条件,称为诺伊曼边界条件(第二类边值条件)等。

相关信息:

一个方程或方程组的定解问题一旦提出,就产生下列三个问题。

①存在性问题,即这个定解问题是否有解。

②唯一性问题,即其解是否唯一。

③连续依赖性问题,即解是否连续依赖于数据,亦即是否是数据的某阶连续泛函。

若定解问题的解是存在的、唯一的、连续依赖于数据的,则这个定解问题称为适定的。对它就可以进行计算。一般而言,只有适定问题计算才有意义。这样,微分方程的研究成果才能为实际所应用。

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