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:

  1. 把方程改写为dy/dx = -py - q

  2. 用e^(∫pdx)乘两边,得到e^(∫pdx) dy/dx + pe^(∫pdx) y = -qe^(∫pdx)

  3. 左边是d/dx(e^(∫pdx) y),所以可以写成d/dx(e^(∫pdx) y) = -qe^(∫pdx)

  4. 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

  5. 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

  1. 把方程改写为dy/dx = -y + x

  2. 用e^(∫pdx)乘两边,得到e^x dy/dx + e^x y = xe^x

  3. 左边是d/dx(e^x y),所以可以写成d/dx(e^x y) = xe^x

  4. 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

  5. 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)。

一阶线性常微分方程解法:dy/dx + py + q = 0

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