第一章人力资源规划
新疆农业大学
专业文献综述
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几个一阶微分方程解法之间的关系 盛园甲 数理学院 数学与应用数学 052班 054131215 刘书新职称:讲师
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师:
指导教
2008年12月29日
新疆农业大学教务处制
几个一阶微分方程解法之间的关系 作者:盛园甲指导教师:刘书新
摘要:本文主要介绍了可分离变量方程,一阶线性方程,恰当方程的解法,和它们解法之间的关
系。
关键词:可分离变量方程,恰当方程,积分因子法。 引言:
随着常微分方程在实际生产、生活中表现出重要的应用性,因此研究常微分方程的解题方法也变
得十分必要。一般的一阶方程是没有初等解法的,本文就在与介绍若干有初等解法的方程类型和求解的
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第一章人力资源规划
方法,及它们解法之间的关系,在文献[1]中给出了三种常见的常微分方程及其解法:
一:可分离变量方程 形如
dy?f(x)?(y)(1.1) dx的方程,称为可分离变量方程,这里f(x),?(y)分别是x,y的连续函数。 现在说明方程(1.1)的求解方法。 如果?(y)?0,我们可将(1.1)写成
这样,变量就“分离”开来了,两边分别积分,得到
dy??(y)??f(x)dx?c(1.2)
dy1,?f(x)dx分别理解为,f(x)的某一个原?(y)?(y)这里我们把积分常数c明确写出来,而把?函数,如无特别声明,以后也做这样的理解。
把(1.2)作为确定y是x的隐函数的关系式,于是,对于任一常数c,微分(1.2)的两边,就知(1.2)
所确定的隐函数y=y(x,c)满足方程(1.1),因而(1.2)是(1.1)的通解。
如果存在?(y0)?0,直接带入,可知y=y0也是(1.1)的解。 二:一阶线性方程
一阶线性微分方程可以写成
dy?p(x)y??(x)(2.1) dx这里p(x),?(x)是x的连续函数。 若?(x)?0,则(2.1)变为
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第一章人力资源规划 dy?p(x)y(2.2) dx(2.2)称为一阶线性齐次方程;
若?(x)?0,则称(2.1)为一阶非齐次方程。
(2.2)是变量分离方程,可用求变量分离方程解的方法求的通解为
y?ce?p(x)dx(2.3)
这里c是任意常数。
现在讨论非齐次线性方程(2.1)的通解的求法。不难看出,(2.2)是(2.1)的特殊形式,两者
既有联系又有区别,因此可以设想它们的解也应该有一定的联系而又有区别。我们试图利用方程(2.2)的通解(2.3)的形式去求方程(2.1)通解,显然(2.3)中c恒保持为常数,它必不可能是(2.1)的解,我们设想:(2.3)中,将常数c变易为待定函数c(x),使它满足方程(2.1),从而求得c(x)。
为此,令
y?c(x)e?微分得
p(x)dx(2.4)
dydc(x)?p(x)dx(2.5) ?edxdx将(2.4),(2.5)代入(2.1),得到
p(x)dxp(x)dxdc(x)?p(x)dxe?c(x)p(x)e??p(x)c(x)e??Q(x)(2.6) dx从而
积分后即可求得
c(x)??Q(x)e??p(x)dxdx?c1(2.7)
这里c1是任意常数,将(2.7)代入(2.4),得到
y?e?p(x)dx(?Q(x)e??p(x)dxdx?c1)(2.8)
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