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第5章 常微分方程及其应用
习题5.2
1.求下列各微分方程的通解:
(1) SKIPIF 1 0 ; (2) SKIPIF 1 0 ;
(3) SKIPIF 1 0 ; (4) SKIPIF 1 0 ;
(5) SKIPIF 1 0 ; (6) SKIPIF 1 0 .
2.求下列各微分方程满足所给初始条件的特解:
(1) SKIPIF 1 0 , SKIPIF 1 0 ; (2) SKIPIF 1 0 , SKIPIF 1 0 ;
(3) SKIPIF 1 0 , SKIPIF 1 0 ; (4) SKIPIF 1 0 , SKIPIF 1 0 ;
(5) SKIPIF 1 0 , SKIPIF 1 0 ; (6) SKIPIF 1 0 , SKIPIF 1 0 .
5.3 可降阶微分方程及二阶常系数线性微分方程
案例引入 求微分方程 SKIPIF 1 0 的通解.
解 两边积分,得 SKIPIF 1 0
两边再积分,得 SKIPIF 1 0
所以,原方程的通解为 SKIPIF 1 0 ,其中 SKIPIF 1 0 为任意常数.
5.3.1 可降阶微分方程
1. 形如 SKIPIF 1 0 的微分方程
特点:方程右端为已知函数 SKIPIF 1 0 .
解法:对 SKIPIF 1 0 连续积分 SKIPIF 1 0 次,即可得含有 SKIPIF 1 0 个任意常数的通解.
2. 形如 SKIPIF 1 0 的微分方程
特点:方程右端不显含未知函数 SKIPIF 1 0 .
解法: 令 SKIPIF 1 0 ,则 SKIPIF 1 0 .于是,原方程可化为 SKIPIF 1 0 .这是关于 SKIPIF 1 0 的一阶微分方程.设其通解为 SKIPIF 1 0 ,即 SKIPIF 1 0 .两边积分,即可得原方程通解 SKIPIF 1 0 ,其中 SKIPIF 1 0 为任意常数.
3. 形如 SKIPIF 1 0 的微分方程
特点:方程右端不显含自变量 SKIPIF 1 0 .
解法:令 SKIPIF 1 0 ,则 SKIPIF 1 0 .于是,原方程可化为
SKIPIF 1 0 .这是关于 SKIPIF 1 0 的一阶微分方程.设其通解为 SKIPIF 1 0 ,即
SKIPIF 1 0 .分离变量,得 SKIPIF 1 0 .然后两边积分,即可得原方程通解
SKIPIF 1 0 ,其中 SKIPIF 1 0 为任意常数.
例5-7 求微分方程 SKIPIF 1 0 的通解.
解 两边积分,得 SKIPIF 1 0
两边再积分,得 SKIPIF 1 0
第三次积分,得 SKIPIF 1 0
所以,原方程的通解为 SKIPIF 1 0 ,其中 SKIPIF 1 0 为常数.
例5-8 求微分方程 SKIPIF 1 0 的通解.
解 令 SKIPIF 1 0 ,则 SKIPIF 1 0 .原方程可化为 SKIPIF 1 0 ,即 SKIPIF 1 0 .这是关于 SKIPIF 1 0 的一阶线性齐次微分方程.其通解为:
SKIPIF 1 0 ,即 SKIPIF 1 0 .两边积分,即得原方程通解 SKIPIF 1 0 ,其中 SKIPIF 1 0 为任意常数.
例5-9 求微分方程 SKIPIF 1 0 的通解.
解 令 SKIPIF 1 0 ,则 SKIPIF 1 0 .于是,原方程可化为 SKIPIF 1 0 .这是关于 SKIPIF 1 0 的一阶线性非齐次微分方程.其通解为
SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0
SKIPI
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