常微分方程考研讲义(8)
时间:2025-03-10
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设函数f(x,y)的定义域为D,在D内每一点(x,y)处,画上一小线段,使其斜率恰好为f(x,y),将这种带有小线段的区域D称为由方程(1.25)所规定的方向场.
在方向场中,方向相同的点的几何轨迹称为等斜线.微分方程(1.25)的等斜线方程为
f(x,y) k (1.26)
例 5
dydx
2x
解 积分曲线族是y x2 c,y 2x 0,即x 0是极值线,y 2x k (k 0, 1, )是
等斜线.
例6(习题7)微分方程4x2y'2 y2 xy3,证明其积分曲线关于坐标原点(0,0)成中心对称的曲线,也是微分方程的积分曲线.
证 设L:y f(x),x [a,b]是微分方程的一条积分曲线,则满足 4x2[f'(x2) ]
f
2
x( )xf
3
(x )x, a ] (1.27) [ b,
而L关于(0,0)成中心对称曲线L':y f( x) F(x),x [ b, a], x [a,b], 所以有F'(x) f'( x), x [ b, a] 当x [ b, a], x [a,b],由(1.27)式可知 4( x2)[f
2
2
2
3
'(x
2
) ]f
2
(x ) xf
3
(x )
即 4x[F'(x)] F(x) xF(x)
所以F(x)满足微分方程,故F(x)为微分方程的积分曲线.并且相对于L关于原点(0,0)成中心对称曲线.
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