常微分方程考研讲义(12)
时间:2025-03-10
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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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