常微分方程考研讲义(9)
时间:2025-03-10
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第二章、一阶微分方程的初等解法
[教学目标]
1. 理解变量分离方程以及可化为变量分离方程的类型(齐次方程),熟练掌握变量分离方程的解法。 2. 理解一阶线性微分方程的类型,熟练掌握常数变易法及伯努力方程的求解。 3. 理解恰当方程的类型,掌握恰当方程的解法及简单积分因子的求法。 4. 理解一阶隐式方程的可积类型,掌握隐式方程的参数解法。
[教学重难点] 重点是一阶微分方程的各类初等解法 ,难点是积分因子的求法以及隐式方程的解法。 [教学方法] 讲授,实践。
[教学时间] 14学时
[教学内容] 变量分离方程,齐次方程以及可化为变量分离方程类型,一阶线性微分方程及其常数变易法,伯努利方程,恰当方程及其积分因子法,隐式方程。
[考核目标]
1.一阶微分方程的初等解法:变量分离法、一阶线性微分方程的常数变易法、恰当方程与积分因子法、一阶隐方程的参数解法。
2.会建立一阶微分方程并能求解。
§1 变量分离方程与变量变换
1、 变量分离方程
1) 变量分离方程
形如
dydx
f(x)g(y ) (或M1(x)N1(y)dx M2(x)N2(y)dy 0) (2.1)
的方程,称为变量分离方程,其中函数f(x)和g(y)分别是x,y的连续函数. 2) 求解方法
如果g(y) 0,方程(2.1)可化为,
dyg(y)
f(x)dx
这样变量就分离开了,两边积分,得到
g(y)
1
dy
f(x)dx c (2.2)
把
dyg(y)
, f(x)dx分别理解为
(y)
,f(x)的某一个原函数.
容易验证由(2.2)所确定的隐函数y (x,c)满足方程(2.1).因而(2.2)是(2.1)的通解. 如果存在y0使g(y0) 0,可知y y0也是(2.1)的解.可能它不包含在方程的通解(2.2)中,必须予以补上.
3) 例题
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