微分方程相關筆記

2022-09-10 09:06:10 字數 1267 閱讀 2885

形如\(f(x,y,y',...,y^)=0\)

求\(y=f(x,y)\)

階:方程中導數的最高端數

解:y=y(x)

通解:\(y=y(x,c_i)\),當引數c有n個(n為方程的階)時,為通解

特解:略

形如\(y'=f(x)g(y)\)

解法:\[\frac=f(x)\\\int l=\int r\\

\int \frac=\int f(x)dx

\]形如\(\frac=f(ax+by+c)\)

解法:\[u=ax+by+c\\

\frac=a+b\frac\\

\frac=a+bf(u)\\

\frac=dx\\

\int l=\int r

\]形如\(\frac=\varphi(\frac)\)

解法:\[u=\frac\\y'=(ux)'\\tips:u=u(x)\\\frac=u+x\frac\\u+x\frac=\varphi(u)\\分離得\int\frac=\int\frac

\]形如\(y'+p(x)y=q(x)\)

key:\(p(x)\)的處理

key:\((e^)'=p(x)e^\)

\[y'+py=y^n

\]key:assign $z=y^

齊次:\[y=c_1y_1+c_2y_2

\]其中y1y2為互不相關的通解.

非齊次:

齊次的通解+非齊次的特解

有y'',y',x的:assign\(u=y'\)

有y'',y',y的:assign\(p=y',y''=\frac\cdot\frac=p\frac\)

形如\[y''+py+qy=0

\]有特徵方程\(\lambda^2+p\lambda+q=0\)

針對該方程有幾個處理方式:

\(\lambda\)有不同實數解時:通解為\(y=c_1e^+c_2e^\)

有重根時\(y=(c_1+c_2x)e^\)

有虛數根\(\alpha\pm\beta i\)時\(y=e^(c_1\sin\beta x+c_2\cos\beta x)\)

對於形如\(e^\lambda x\sum_m a_ix^i\)的附加項,有特解形式\(y^*=x^k\sum_m p_ix^ie^\)

對於形如\(e^(\sum_m a_ix^i\cos wx+\sum_n b_ix^i\sin wx)\)的,有特解形式\(y^*=x^k(\sum_ u_ix^i\cos wx+\sum_ v_ix^i\sin wx)\)

解釋:

微分方程 微分方程 高階微分方程組理論

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