一阶线性常微分方程 dy/dx + py + q = 0 的求解
这是一个一阶线性常微分方程,可用常数变易法求解。
首先将方程写成标准形式:dy/dx = -py - q。
令y = u*v,其中u是待定函数,v是常数,对x求导可得:
dy/dx = udv/dx + vdu/dx
将y和dy/dx代入原方程,得到:
udv/dx + vdu/dx + puv + q = 0
将v提取出来,得到:
vdu/dx + udv/dx + pvu = -qv
将左边看做一个乘积的导数形式,即:
(d/du)(uv) + (d/dx)(pvu) = -qv
对两边同时积分,得到:
uv + puv = -qx + C
化简可得:
y = uv = (-qx + C)/(1 + p)
其中C是常数。这就是原方程的通解。
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