一阶线性常微分方程解法:dy/dx + py + q = 0
这是一阶线性常微分方程,通解公式为:
y = e^(-∫pdx) * (∫q e^(∫pdx) dx + C)
其中,C为任意常数。
具体步骤如下:
-
把方程改写为dy/dx = -py - q
-
用e^(∫pdx)乘两边,得到e^(∫pdx) dy/dx + pe^(∫pdx) y = -qe^(∫pdx)
-
左边是d/dx(e^(∫pdx) y),所以可以写成d/dx(e^(∫pdx) y) = -qe^(∫pdx)
-
对两边同时积分,得到e^(∫pdx) y = -∫q e^(∫pdx) dx + C,其中C为任意常数
-
两边同时除以e^(∫pdx),得到y = e^(-∫pdx) * (∫q e^(∫pdx) dx + C),即通解公式。
例:解方程dy/dx + y = x
-
把方程改写为dy/dx = -y + x
-
用e^(∫pdx)乘两边,得到e^x dy/dx + e^x y = xe^x
-
左边是d/dx(e^x y),所以可以写成d/dx(e^x y) = xe^x
-
对两边同时积分,得到e^x y = ∫x e^x dx + C,其中C为任意常数
-
化简得到y = x + C e^(-x),即通解。
特解可以通过给定初始条件来确定。例如,如果y(0) = 1,则C = 1,特解为y = x + e^(-x)。
原文地址: https://www.cveoy.top/t/topic/lFdy 著作权归作者所有。请勿转载和采集!