常微分方程考研讲义(12)

时间:2025-03-10

dy

)

ydxm

xN(1,)N(1,)

xx

y

xM(1,

m

y

)M(1,

y

ⅱ)对方程

dydx

f(x,y)

其中右端函数f(x,y)是x和y的零次齐次函数,即对t 0有

f(tx,ty) f(x,y)

则方程也可改写成形如(2.5)的方程

dydx

yx

f(1,

yx)

对齐次方程(2.5)利用变量替换可化为变量分离方程再求解. 令u 即y ux,于是

dydxdudxdudx

x

du

u (2.7) dx

(2.6)

将(2.6)、(2.7)代入(2.5),则原方程变为 x整理后,得到

g(u) u

x u g(u)

(2.8)

方程(2.8)是一个可分离变量方程,按照变量分离法求解,然后将所求的解代回原变量,所得的解便是原方程(2.5)的解.

例4 求解方程

dydx

yx tgy

yx

dydx

x

dudx

u代入,则原方程变为

解 这是齐次方程,以 x即

分离变量,即有

xdudx

u,

u u tgu

dudx

tgux

(2.9)

ctgudu 两边积分,得到

lnsiu

dxx

l c

是任意的常数,整理后,得到 这里的c

u cx sin (2.10)

此外,方程(2.9)还有解tgu 0,即sinu 0. 如果(2.10)中允许c 0,则sinu 0就包含在(2.10)

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