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文檔簡介
密學院、專業:數學學院數學與應用數學林熠(吉林師范大學數學學院2006級5班吉林四平136000)指導教師:楊穎(講師)摘要:文中通過分析變量可分離方程,全微分方程和一階隱式微分方程三類方程介紹關鍵詞:初等積分,變量可分離全微分,一OntheelementaryintegralsLinYi(SchoolofMathematics,JilinNormalUniversity,2006Siping136000,Jilin5classes)Instructor:YangYing(lecturer)Abstract:Inthispaper,byanalyzingthevariableseparableeqimplicitdifferentialequationdescribesthethreebasicmethodselementaryiExample,ExampleshowingthroughthesecommonlyusedsolutionsofelementaryintegralstitlefunctionKeywords:elementaryintegral,variableseparabletotaldifferential,afirst-ord概念:一般說來,微分方程就是聯系自變量,未知函數以及未知函數的某些導數的等式.如果其中的未知函數只與一個自變量有關,則稱為常微分方程.⑵假設g(y)不是常數,且f(x)在(a,b)上連續,g(y)在(α,β)上連續,設y=y(x)為方程(1)(1)式的通積分為dx+C,C為任意常數.若g(y)≠0,微分方程解:①若y≠0,分離變量積分得lny=lnx+lnC,即y=CxCyx3解:若y≠±1,分離變量得兩端積分得arcsiny=arcsinx+C,1222(2)若3X0,使=M2(x0)=0,3y0,使x2-1y2-1=C2→lnx2-1y2-1=C2,C2≠0或=C,C≠0定義:如果一階顯示方程(1)的右端函數f(x,y)可以改寫為 eΦ代入方程(1),通積分為:若3u0,使g(u0)-u0=0,則u=u0為方程(2)的解,則y=u0x為方程(1)的解.例一求方程=y2-的通解.解所給方程為型.此時r0=-2,r2=2,=r0+1=-1知該方程為齊次4解之,并將u換成xy,得原方程的通解為:xy-1=Cx3(xy+2)齊次型方程,且p=則原方程化為令y=x-代入解之,并將u換成x得原方程的通解為:1+xyarctan(x+xylnx=Cxy.1.一個一階微分方程寫成P(x,y)dx+Q(x,y1)形式后,如果全微分du(x,y)=P(x,y)dx+Q(x,y)dy那么方程(1)就叫做全微分方程.這里那么方程(1)就是du(x,y所以u(x,yC就是全微分方程(1)的隱式通解,其中C為任意常數.設函數P(x,yQ(x,y)在單連通域G上有數,則G在內曲線積分Pdx+Qdy與路徑無關的充分必要條件3.當條件(2)不能滿足時,方程(1)就不是全微分方程.這時如果有一個適當的函數μ(X,Y)(μ(X,Y)≠0,使方程(1)在乘上μ(x,y)后所得的方程μPdx+μQdy=0是全微分方程,則函數μ(x,y)叫做方程(1)的積分因子.①按照為全微分方程充分條件的證明過程可得第一種解法.求μ(x,y)使它滿足 和從式出發,把看成參數對進行積分,解這個方程得到dx+g其中g為y的任意可微函數。我們現在來選取g(y)使它同時滿足(4)式,即將式代入(5)式中即求得5=x+y3=x+y3看成常數),得到μ=yx-x4+g其中g為y的任意函數。現選取g(y)使它滿足y3即,x+g=x+y3,g所以y4+C1(C1為任意常數).上述方法來求解,而是采取“分項組合”的辦法,先把那些本身已構成全微分的項分出再把剩下的項湊成全微分.但這種方法要求熟記一些簡單二元函數的全微分.現用這種方法求解下面例題.于是方程的通解為x4+xy+y4=C這里C為任意常數.②由前面曲線積分的定理可知,當P(x,y),Q(x,y)在單連通域G內具有一階連續偏導數時,要程,其充要條件是在區域G內恒成立,且當此條件滿足時,全微分方程(1)的通解為),點作為曲線積分的始點.例3求解(5x4+3xy2-y3)dx3x2y-3xy2+y2)dy=0.見到形如P(x,y)dx+Q(x,y)dy=0的一階微分方程,首先要判斷它是哪一種類型的方程,如是全微分方程,然后按全微分方程的解法去求解.y,=f1(x,y),y,=f2(x,y)......y,=fl(x,y)(y,x)(y,y)=0類型一F(x,y,)=0F(y,y,)=0dy=Ψ(t)dφ(t)=Ψ(t)φ,(t)dtdt+C7常微分方程的解法很多,應用起來也很靈活,本文僅簡單的介
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