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一阶线性微分方程
主讲人:任红民
一、一阶线性微分方程
二、例子
三、小结
一阶线性微分方程
解:
方程两端都乘以x,原方程就变成
积分因子
等式两端同时积分,得
所以原方程的通解为
对于微分方程
方程的左端变为
而右端变为
两端同时积分得
即
这就是一阶线性微分方程的通解公式.
两端乘以积分因子
例1
解:
所以原微分方程的通解为
例2
设某跳伞运动员质量为m,降落伞张开后降落时所受的空气阻力与速度成正比,开始降落时速度为零,求降落伞的降落速度与时间的函数关系.
解:
降落时所受外力为
(k为比例系数)
(a为加速度)
则可得微分方程:
例2
设某跳伞运动员质量为m,降落伞张开后降落时所受的空气阻力与速度成正比,开始降落时速度为零,求降落伞的降落速度与时间的函数关系.
因此所求函数关系为
例3
解:先求通解,将方程化为
得到
由求解公式得
代入上式得
,所求特解
例4
解:方程是标准形式的一阶线性微分方程,这里,
例5
求微分方程 xy- y+2lnx =0 的通解。
分析:该方程为一阶线性微分方程,但不是其标准形式,首先是要将它变形为标准形式后,再求解。
标准形式:
例5
求微分方程 xy- y+2lnx =0 的通解。
解:由方程的标准形式可知
小结
③ 若求微分方程初值问题的解时,需先求出通解,再根据初始条件,确定出通解中的任意常数,便得初值问题的解。
求解一阶线性微分方程的步骤为:
① 把一阶线性微分方程化为标准形式,并找出P(x)与Q(x);
② 把p(x),Q(x)代入通解公式,求得其通解;
一阶线性微分方程
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