一阶线性常微分方程解法 - 常数变易法
这是一阶线性常微分方程,可以使用常数变易法求解。
首先,我们将方程写成标准形式:
dy/dx + p(x)y = q(x)
其中p(x)和q(x)都是已知函数。
接下来,我们定义一个积分因子μ(x):
μ(x) = e^(∫p(x)dx)
将μ(x)乘到方程的两边:
e^(∫p(x)dx)dy/dx + e^(∫p(x)dx)p(x)y = e^(∫p(x)dx)q(x)
注意到左边的乘积规律:
(d/dx)(e^(∫p(x)dx)y) = e^(∫p(x)dx)dy/dx + e^(∫p(x)dx)p(x)y
因此,我们可以将方程写成:
(d/dx)(e^(∫p(x)dx)y) = e^(∫p(x)dx)q(x)
现在我们对等式两边进行积分:
∫(d/dx)(e^(∫p(x)dx)y)dx = ∫e^(∫p(x)dx)q(x)dx
e^(∫p(x)dx)y = ∫e^(∫p(x)dx)q(x)dx + C
这里C是常数。最后,我们将y解出来:
y = e^(-∫p(x)dx) * (∫e^(∫p(x)dx)q(x)dx + C)
这就是一阶线性常微分方程的通解。
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