常微分方程考研讲义(16)
时间:2025-03-10
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令
x X 1 y Y 2
代入方程(2.17),则有 再令
u 则(2.18)化为
两边积分,得
lnX因此
X2(u2 2u 1) ec 记 e c1,并代回原变量,就得
2
Y 2XY X
2
dYdXY
X X
Y
Y
(2.18)
X
即 Y uX
dXX
1 u1 2u u
2
du
2
2 lnu 2u 1 c
c
c1
22
(y 2) 2(x 1)(y 2) (x 1) c1
此外,易验证
u2 2u 1 0 即
Y 2XY X也就是(2.18)的解.因此方程(2.17)的通解为
y 2xy x 6y 2x c 其中c为任意的常数.
2
2
22
0
3、 应用举例
例7 电容器的充电和放电如图(2.1)所示的R C电路,开始时电容C上没有电荷,电容两端的电压为零.把开关K合上“1”后,电池E就对电容C充电,电容C两端的电压uC逐渐升高,经过相当时间后,电容充电完毕,再把开关K合上“2”,这时电容就开始放电过程,现在要求找出充、放电过程中,电容C两端的电压uC随时间t的变化规律.
解 对于充电过程,由闭合回路的基尔霍夫第二定理,
uc RI
E (2.19)
对于电容C充电时,电容上的电量Q逐渐增多,根据Q CuC,得到
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