考点:
可分离变量的微分方程
齐次微分方程
一阶线性微分方程
二阶常系数齐次微分方程
二阶常系数非齐次微分方程
微分方程的定义
以前常用函数来研究问题,但有时写不出来函数,只能列出函数与导数的关系式(微分方程)
例一:可分离变量的微分方程
dy/ dx = 2xy
解:
步骤:把x,y各放一边,之后进行积分,简化即可得到答案
答案=c e^ x^2
也有 e^c * e^ x^2,
齐次微分方程
定义:可化为 dy/dx = F y/x,形式的一阶微分方程
1.观察是否为齐次
2.化为 dy/dx = F y/x的形式
3.换元
4.代回,化简
例二:齐次微分方程
求 y^2 + x^2 dy/dx = xy dy/dx的通解
解:
y^2/x^2 + dy/dx = y/x dy/dx
令u=y/x,y=ux
得出dy/dx
之后代入运算即可
结果: ln|y| = y/x + c
例三:
一阶线性微分方程


求 xy' + y = x^2 + 3x + 2(x > 0)的通解
解:
先转化成上述的形式
变成 y' + P(x)y = Q(x)
y' + 1/x * y = x + 2/x +3
P(x) = 1/x
Q(x) = x + 2/x +3
所以,先求

S P(x)dx = ln x
之后求

S Q(x)*e^S P(x)dx dx =S(x + 2/x +3 ) e^ lnx dx =1/3 * x^3 +3/2 *x^2 + 2x
所以,y=1/3 x^2 + 3/2 x + 2 +c
二阶齐次方程:
定义:形如 y'' + Py' + Qy = 0(其中P ,Q为常数)
1.化为标准形式
2.求特征方程的解
3.对比通解表格
4.代入

eg1.y'' - 2y' -3y = 0
r^2 + 2r -3 = 0
r1 = -1, r2 = 3
r1 不等于 r2
所以参照表格
y = C1e^ -x + C2e^3x
例题五:
非齐次特解
定义:形如y'' + Py' + qy = e^入x Pm(x)
eg1: y'' + 2y' + 3y = (x^2 + 2)e^3x
入=3,Pm(x) = x^2 + 2
通解:y = Y + y*(齐次通解+非齐次特解)



eg2:


至此,个人的高数上复习告一段了
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