高等数学课件D124一阶线性微分方程.ppt

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1、2023/11/6,高等数学课件,一阶线性微分方程,机动 目录 上页 下页 返回 结束,第四节,一、一阶线性微分方程,二、伯努利方程,第十二章,2023/11/6,高等数学课件,一、一阶线性微分方程,一阶线性微分方程标准形式:,若 Q(x)0,称为非齐次方程.,1.解齐次方程,分离变量,两边积分得,故通解为,称为齐次方程;,机动 目录 上页 下页 返回 结束,2023/11/6,高等数学课件,对应齐次方程通解,齐次方程通解,非齐次方程特解,2.解非齐次方程,用常数变易法:,则,故原方程的通解,即,即,作变换,两端积分得,机动 目录 上页 下页 返回 结束,2023/11/6,高等数学课件,例1

2、.解方程,解:先解,即,积分得,即,用常数变易法求特解.令,则,代入非齐次方程得,解得,故原方程通解为,机动 目录 上页 下页 返回 结束,2023/11/6,高等数学课件,例2.求方程,的通解.,解:注意 x,y 同号,由一阶线性方程通解公式,得,故方程可,变形为,所求通解为,机动 目录 上页 下页 返回 结束,2023/11/6,高等数学课件,在闭合回路中,所有支路上的电压降为 0,例3.有一电路如图所示,电阻 R 和电,解:列方程.,已知经过电阻 R 的电压降为R i,经过 L的电压降为,因此有,即,初始条件:,由回路电压定律:,其中电源,求电流,感 L 都是常量,机动 目录 上页 下页

3、 返回 结束,2023/11/6,高等数学课件,解方程:,由初始条件:,得,利用一阶线性方程解的公式可得,机动 目录 上页 下页 返回 结束,2023/11/6,高等数学课件,因此所求电流函数为,解的意义:,机动 目录 上页 下页 返回 结束,2023/11/6,高等数学课件,二、伯努利(Bernoulli)方程,伯努利方程的标准形式:,令,求出此方程通解后,除方程两边,得,换回原变量即得伯努利方程的通解.,解法:,(线性方程),伯努利 目录 上页 下页 返回 结束,2023/11/6,高等数学课件,例4.求方程,的通解.,解:令,则方程变形为,其通解为,将,代入,得原方程通解:,机动 目录

4、上页 下页 返回 结束,2023/11/6,高等数学课件,内容小结,1.一阶线性方程,方法1 先解齐次方程,再用常数变易法.,方法2 用通解公式,化为线性方程求解.,2.伯努利方程,机动 目录 上页 下页 返回 结束,2023/11/6,高等数学课件,思考与练习,判别下列方程类型:,提示:,可分离 变量方程,齐次方程,线性方程,线性方程,伯努利方程,机动 目录 上页 下页 返回 结束,2023/11/6,高等数学课件,P281 1(3),(6),(9);2(5);6;7(3),(5),作业,第五节 目录 上页 下页 返回 结束,2023/11/6,高等数学课件,备用题,1.求一连续可导函数,使

5、其满足下列方程:,提示:,令,则有,利用公式可求出,机动 目录 上页 下页 返回 结束,2023/11/6,高等数学课件,2.设有微分方程,其中,试求此方程满足初始条件,的连续解.,解:1)先解定解问题,利用通解公式,得,利用,得,故有,机动 目录 上页 下页 返回 结束,2023/11/6,高等数学课件,2)再解定解问题,此齐次线性方程的通解为,利用衔接条件得,因此有,3)原问题的解为,机动 目录 上页 下页 返回 结束,2023/11/6,高等数学课件,(雅各布第一 伯努利),书中给出的伯努利数在很多地方有用,伯努利(1654 1705),瑞士数学家,位数学家.,标和极坐标下的曲率半径公式,1695年,版了他的巨著猜度术,上的一件大事,而伯努利定理则是大数定律的最早形式.,年提出了著名的伯努利方程,他家祖孙三代出过十多,1694年他首次给出了直角坐,1713年出,这是组合数学与概率论史,此外,他对,双纽线,悬链线和对数螺线都有深入的研究.,