第十二章 微分方程 259页
第一节微分方程的基本概念 259页
例1 一曲线过点(1,2),曲线上任一点
处切线的斜率为
,求曲线方程。
解:设曲线
,有题意有:
为所求。
例2 列车在平直线路上以
)的速度行驶,制动时,获得加速度-0.4
问制动后多少时间才能停住,及列车在这段时间行驶了多少路程?
解:设列车在开始制动后
秒行驶了s米,由题意有:
,(1)
且:
;由(1)有:
,
由
列车开始制动到完全停住所需时间为:
,列车在制动阶段行驶的路程:
定义:凡表示未知函数,未知函数的导数与自变量之间的关系的方程,叫做微分方程. 未知函数是一元函数的,叫做常微分方程;未知函数是多元的,叫做偏微分方程.
微分方程中未知函数的最高阶导数的阶数,叫做微分方程的阶.如,
是一阶方程;方程
是三阶方程.
阶常微分方程的一般形式是:
…
,或
,…
若
阶方程的解中含有
个相互独立的常数,称为方程的通解.若解中不含任意常数,称为方程的特解.
如,
(
是任意常数)是
的解,但既非通解也非特解.因
,
满足方程,故是解. 但解中只含有一个任意常数,所以既不是通解也不是特解.
是解,但不是通解。函数
(
是任意常数)才是方程
的通解,而当
时函数
才是方程
的特解.
初值问题(柯西问题)求方程满足已给初始条件的特解叫初值问题.
一阶微分方程的初值问题,
其几何意义是求微分方程的通过点
的那条积分曲线。
二阶微分方程的初值问题,记作:
几何意义是求通过点
且在该点处的切线斜率为
的那条积分曲线。
例3验证:
是微分方程
的解。……
补例 求下列曲线族所应满足的微分方程
(1)
; (2)
.
分析:要求的微分方程其阶数应和曲线族中参数的个数一致.
解:(1)
,对
求导,有:
;
,
;故所求的微分方程是:
(2)
;对
求一阶,二阶导数有:
;
(已不含参数); 所求微分方程是:
习题12-1- 微分方程的基本概念 263页
2. 指出下列各题中的函数是否为所给微分方程的解:
(1)
(2)
,是。
3在下列各题中,验证所给二元方程所确定的函数为所给微分方程的解.
(1)
,
(2)
,
解:(1)
对
求导:
,即:
,.
(2)对
求导:
即
,再求导整理得:
,
4. 在下列各题中确定函数关系式中所含的参数,使函数满足所给的初始条件
(3)
,
.
,由
,
得
EMBED Equation.3
5. 写出由下列条件确定的曲线所满足的微分方程:
(1)在点
处的切线的斜率等于该点横坐标的平方;解:
(2) 曲线上点
处的法线与
轴的交点为
,
且线段
被
轴平分.
解 :由条件得:
即:
第二节 可分离变量方程 263页
一阶微分方程有时也可写成如下形式:
中当
即(1)既可看作
为未知函数的方程,也可看作
为未知函数的方程。
例 求解:
其中
是任意常数。
若一阶微分方程能写成:
或:
的形式,则称为变量可分离变量方程.
若
分离变量积分:
(2)就得通解.
265页例1求解:
得
266页例2放射性元素铀由于不断的有原子放射出微粒子而变成其它元素,铀的含量就不断减少,这种现象叫衰变,由原子物理学知,铀的衰变速度与当时未衰变的原子含量
成正比,已知
时铀的含量为
求在衰变过程中铀的含量
变化的规律。
解:铀的衰变速度即
,由题意有:
补例:
是可分离变量方程,得:
;两边积分得:
,
记作
,得
;故通解:
归纳:积分过程中,原函数出现对数函数时,真数可以不加绝对值,任意常数也写为lnc。
补例 求
,
;方程的解
解:分离变量得:
;积分:
,
,得
,所求特解为
习题12-2可分离变量的微分方程 269页
1. 求下列微分方程的通解
.
(5)
,
解:
,积分之得:
通解:
(9)
解:
积分之得:
通解为:
2. 求下列微分方程满足所给初始条件的特解.
EMBED Equation.3
(或:
(4)
,
解:
积分得:
由初始条件得:
特解为:
3 一盛满水的圆锥形漏斗,高10㎝,顶角为
,漏斗下面有
面积为
的孔,求水面高度变化的规律及流完所需时间。
解:由水力学知,水从孔口流出的流量:
,设在
内,水面由
则:
EMBED Equation.3
水流完的时间
4质量为1g(克)的质点受外力作用作直线运动,这个外力和时间成正比,和质点运动的速度成反比,在
时,速度等于
,问从运动开始经过了一分钟后的速度是多少?
解:1)
又
所以有:
2)一分钟后速度:
。
5 镭的衰变速度有以下规律:镭的衰变速度与它的现存量
成正比,由经验材料得知,镭经过1600年后,只余原始量的一半,试求镭的量
的函数关系。
解:
。
6. 一曲线通过点(2,3),它在两坐标轴间的任一切线段均被切点所平分,求这曲线方程.
解:设切点为
则切线的截距分别为
即:
通解为:
由
得:
故曲线方程为
7. 小船从河边点O处出发驶向对岸(两岸为平行直线),设船速为a,船行方向始终与河岸垂直,又设河宽为
,河中任一点处的水流速度与该点到两岸距离的乘积成正比(比例系数为
),求小船的航行路线.
解:如图:设小船位置
由题意水速
又
代入得:
积分得:
,
将
代入得:
第三节. 齐次方程:270页
方程
称齐次方程.
解法:令
(
为未知函数),
,原方程化为:
这是可分离变量方程,解此方程,求出通解后,换回原变量得原方程通解.
注:方程形如
,可令
即
,原方程化为:
271页 例1 解方程:
解:变形:
,
于是有:
,积分得:
,以
代替
得:
例2 有旋转曲面的凹镜,假设由旋转轴上一点
发出的一切光线经此凹镜反射后都与旋转轴平(探照灯内的凹镜就是这样的),求这旋
转曲面的方程。
解:取旋转轴为
轴,光源所在之处取作原点
取通过旋转轴的任一平面为
坐标面,这平面截此
旋转面得曲线
,设点
上的任一点,
……,于是得微分方程:
把
看作函数,把
看作自变量,则:
这是齐次方程,令
代入上式得:
积分得:
由:
,这是以
轴为轴,焦点在原点的抛物线,它绕
轴旋转所得旋转抛物面为:
,这就是所要求的旋转曲面方程。
补例
,两边同除以
,得
EMBED Equation.3
令
,
,
,于是方程化为:
,分离变量积分得:
,通解:
,原方程通解:
习题12-3-齐次方程、
1. 求下列齐次方程的通解:
(1)
解:
,令
, 则
,
即:
积分得:
即:
解:
令:令
, 则……回代得
,代回原变量得:
解:
解:
,
,代回原变量得:
。
解:变形:
,回代有:
通解:
(6)
解:
令
,则
,
EMBED Equation.3
即:
通解为
.
2. 求下列齐次方程满足所给初始条件的特解.
(1)
EMBED Equation.3
解:法1:
,
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3 特解:
法2(繁)
令
得:
通解为:
由初始条件
得:
特解为:
解:令
, 则
回代得
,又:
所以,特解:
解:变形:
,回代:
,分离变量得:
代回原变量得:
3. 设有连结点
和
的一段向上凸的曲线段
,
对于
上任一点
,曲线弧
与直线段
所
围图形的面积为
,求曲线弧
的方程.
解:设
,由条件得:
对
求导得:
又
故:
,回代:
;
通解为:
由
得:
故:
.
第四节 一阶线性微分方程 276页
称为一阶线性方程. 当
时称为齐次线性方程,否则为非齐次线性方程. 求解方法:常数变易法.
对应齐次方程,
——是可分离变量方程,分离变量积分得:
. 齐次方程通解:
令原方程的解为
,
代回得:
所以
的通解为:
这就是一阶线性方程通解的公式,解题时可直接用此公式,也可用推导公式的方法——常数变易法求解.
另法:
,两边同乘
即得:
278页例1求:
的通解。
解:先求解:
,
常数变易法,令
,代入所给非齐次方程,得:
法2,用公式:
得:
有时方程关于
不是线性的,但视
为自变量,
是函数时,方程关于
是线性的,此时有:方程:
的通解为:
.
补例:
不是一阶线性方程,但可改写为:
。
EMBED Equation.3
即
是方程的通解.
二. 贝努利方程:
方程
EMBED Equation.3 称为贝努力方程.解法:引入代换化为线性方程.
,代回有:
这就是一阶线性方程,求出通解后换回原变量,就得原方程通解.
280页例3:求方程
的通解。
解:以
除方程两端,得:
,令
,代回
通解:
补例设
,且
与路径无关,求
,并求
时的积分.
解:积分与路径无关,故
,所以有
即
一阶线性方程
EMBED Equation.3
又
得
,
下面求
的积分
能用变量替换化为可积型的方程:
281页例4:解方程:
解:变形:
这是一阶线性微分方程。
;
也可用变量代换法来解所给方程:令
,代入原方程得:
,以
代回即得:
补例:
,令
,
代入方程得,
,
分离变量:
,积分:
方程
的通解是:
习题12-4一阶线性微分方程 282页
1. 求下列微分方程的通解
解:变形:
,
解:
(4)
EMBED Equation.3
解:变形:
EMBED Equation.3 ;
解:变形:
即:
。
解:
(10)
注
不易解。
解:
2. 求下列微分方程满足所给初始条件的特解.
解:
解:
(5)
,
; 由初始条件
得:
特解为:
3 求一曲线的方程,这曲线过原点,并且它在点
处的切线斜率等于
。
解:
4. 设一质量为m的质点作直线运动,从速度等于零的时刻起,有一个与运动方向一致,大小与时间成正比(比例系数为
)的力作用于它,此外还受一与速度成正比(比例系数为
)的阻力作用,求质点运动的速度与时间的函数关系.
解:
EMBED Equation.3
由
得:
EMBED Equation.3 .
5 设有一个由电阻
(伏)串联组成的电路,开关
和上后,电路中有电流通过,求电流
的函数关系。
解:
,故:
又
6. 设曲线积分
在右半平面
内与路径无关,其中
可导,且
.求
.
条件
,
,
,由
得
,
.
7. 求下列伯努利方程的通解
。
解:
代回有:
…
。
解:
代回有:
EMBED Equation.3
。
解:
代回有:
。
解:
代回有:
…
解:
代回:
…
8. 验证形如
的微分方程,可经变量代换
化为可分离变量的方程,并求其通解.
证:变形为:
,令
,则
得:
,积分之得:
积分后将
代回即得通解.
9. 用适当的变量代换将下列方程化为可分离变量的方程,然后求出通解.
(4)
解:变形:
,令
,则
得:
,积分之得:
,通解:
(5)
解:变形:
令
,
得:
,
通解:
.
第五节. 全微分方程 282页
若方程
的左端,恰是某二元函数
的全微分,即
,则称此方程为全微分方程或恰当微分方程.
是全微分方程
的充分必要条件是
. 取路径
通解
;
或取路径
:
是通解
此公式不必死记,掌握方法即可.
283页例解:
解:这里:
,是全微分方程,
取
,取路径
,由公式有:
通解:
补例:求解:
解:
,
,
是全微分方程,取路径
:
EMBED Equation.3 ; 通解:
含积分因子的方程:若对方程
,存在函数
,使得
是全微分方程,则称
是原方程的积分因子.
通常用下面的全微分式子来找积分因子:
①
; ②
;③
;
④
;⑤
;⑥
;
284页例如:方程
不是全微分方程,但是
,可知
是一个积分因子,(不难验证:
也都是积分因子,事实上:
);乘上其中任何一个积分,便得通解:
284页又如,
也不是全微分方程,但将其各项重新合并得:
,
容易看出
为积分因子,方程就变为:
补例:. 判别方程
是否全微分方程,并求通解.
解:
是全微分方程.
EMBED Equation.3 通解:
习题12-5 全微分方程
1. 判别下列方程哪些是全微分方程,并求全微分方程的通解.
,通解
。
;
EMBED Equation.3
是…,
不是…,变形有
EMBED Equation.3
是全微分方程,取路径
,
(8)
解:
不是…;变形:
,令
代回:
2. 利用观察法求出下列方程的积分因子,并求其通解:
(4)
;
解:变形:
故通解
积分因子
.
(5)
解:变形:
,两边乘
得:
即:
EMBED Equation.3 通解
,积分因子
.
解:同乘:
第六节、可降价的高阶方程(三种最简类型)286页
二阶及二阶以上的微分方程统称高阶微分方程。
一
型的微分方程
特征;仅含
;求解方法:经
次积分得通解。
286页例1 求解:
。
解:
286页例2质量为
的质点受力
的作用沿
轴作直线运动,设力
仅是时间
的函数:
在开始时刻
的增大,此力
均匀地减小,直到
如果开始时质点位于原点,且初速度为零,求这质点的运动规律。
解:设
时质点的位置,质点运动的微分方程为:
又力
随时间的增大而均匀地减小,且
,又
,从而:
,于是有:
(1)式两端积分得:
故:
再积分得:
又:
于是质点运动规律为:
二
型的微分方程
特征:缺
;求解方法:令
,
;得关于
的一阶方程
,设其通解为
因此得到一个一阶微分方程:
,再积分得:
288页例3:求解:
解:设
,代入有:
,又
,再积分:
,又
又
补 例
;
解:方程中缺
,令
,
,代入方程得
。分离变量,积分:
,
,
,即
,
方程通解:
.
三
型的微分方程
特征;缺
;求解方法:令
,
。得关于
的一阶方程
,设解得:
,分离变量并积分得:
290页例5求解:
解:令
,
代回有:
在
时约去
并分离变量得
,再分离变量并积分得:
补例 求方程
的特解。
解:
缺
,令
,将
,代入方程得:
;因为
,所以
不是方程的解,于是有:
积分,得
即
,
,
,得
于是有
, 即
, 积分得:
,
;原方程特解为
习题12-6 可降阶的高阶微分方程 292页
1. 求下列各微分方程的通解
(2)
;
解:
EMBED Equation.3
(4)
;
解:设
则
原方程化为
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
(5)
;
解:设
则
原方程化为
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3 .
解:设
则
原方程化为
(8)
.
解:设
则
原方程化为
EMBED Equation.3
积分之:
EMBED Equation.3
解:设
则
原方程化为
所以,通解:
,即:
解:设
则
原方程化为
2. 求下列微分方程,满足所给初始条件的特解.
解:类似1大题(8)小题有;
且:
,
由
解:设
则
原方程化为
EMBED Equation.3
解:
由:
再
,故特解:
解:设
则
化为
代回有
解:设
则
化为
因:
EMBED Equation.3
(6)
,
,
解:设
则
化为
积分:
由
,
得
EMBED Equation.3
积分:
由
,得:
,由
得:
,
由
得:
, 从而总有
3. 试求
的经过点M(0,1)且在此点与直线
相切的积分曲线.
解:初始条件
,
对
积分:
由
得:
积分:
由
得:
故:
第七节、高阶线性微分方程 293页
叫做二阶线性微分方程,当
时叫做二阶齐次线性微分方程
…
当
时称为
阶齐次线性方程;
时称为
阶非齐次线性方程.
二. 二阶线性微分方程解的结构定理:
设有二阶线性方程
①
②
定理1:设
与
是齐次线性方程①的两个解,则
也是解.
叠加起来的解
从形式上看含有两个任意常数,但它不一定是方程(1)的通解,什么情况下才是方程(1)的通解呢?这就要用到下面的线性相关与线性无关的概念。
设
个不全为零的常数
时有恒等式:
,那末称这
个函数在区间
上线性相关,否则称为线性无关
例如:函数
在整个数轴上是线性相关的。
函数
内是线性无关。
对于两个函数的情形,它们是否线性相关,只要看它们之比是否为常数:如果比为常数,那么它们就线性相关,否则就线性无关
定理2:设
与
是齐次线性方程
的两个线性无关解(即
常数),则
是方程①的通解.
例:
线性无关,所以
是
的通解。
推论:如果
…
为
阶齐次线性方程
的
个线性无关解,则此方程的通解为:
,其中:
为任意常数。
定理3:设
是非齐次线性方程
的一个特解,
是对应齐次线性方程
的通解,则
是方程
的通解.
例
是
的通解,故易验证
是
的通解。
定理4:若
是方程
的解,
是方程
的解,
则
是方程
的解.
习题12-7 高阶线性微分方程 300页
1 下列函数组在其定义区间上那些是线性无关的。
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3 2. 验证
及
都是方程
的解. 并写出通解.
解:
,
;
是方程
的解,同理
也是方程
的解.
因
常数,故
与
线性无关;通解:
3. 验证
及
都是方程
的解. 并写出通解.
4. 证明下列函数是相应的微分方程的通解.
(4)
(
,
是任意常数)是方程
的通解;
证明:
故
所以
是方程
的解.
同理,
也是方程
的解.又
常数,
所以
(
,
是任意常数)是方程
的通解;
(5)
(
,
是任意常数)是方程
的通解.
证明:因
EMBED Equation.3
又因
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
显然
EMBED Equation.3 是方程
的解,又
常数,
所以
(
,
是任意常数)是方程
的通解,
易验
是方程
的一个特解,
故
(
,
是任意常数)是方程
的通解.
第八节.常系数齐次线性方程 301页
(
常数)称为二阶常系数齐次线性微分方程。
当
为常数时,指数函数
和它的各阶导数都只相差一个常数因子,由于指数函数的这个特点,因此我们用
来尝试,看能否选取适当的常数
,使
满足
。将
求导代入方程得:
,由于
所以
。由此可见,只要
满足
,则:
就是微分方程
的解
我们把
,叫做特征方程;其根
、
有三种不同情形:
一,不相等的实根:
,由上知:
是方程
的两个解,且
不是常数,因此微分方程的通解为:
二::
,得一解:
,为得通解,还需求
,且要求
不是常数,设
,将
求导得:
EMBED Equation.3 ,
代回:
得:
因
是二重特征根,故
,又:
所以:
)于是得:
因为这里只要得到一个不为常数的解,所以不妨选取
,由此得微分方程的另一个解为:
,从而通解为:
。
三 两个共轭复根
,……,通解
304页 例1求解:
解:
通解:
304页例2 求解
解:通解
又
,故
求导有:
又
,所以特解:
305页 例3求解
解:
补例 求
的积分曲线,使其在点(0,2)与直线
相切.
解:因所求曲线在点(0,2)与直线
相切,问题是
的特解.
特征方程
,特征根
,所以通解是
由
求得
;曲线:
补例 求幂级数
…的和函数
解:
;两边对
求导
…;
;
…
;所以得
,
,
,这是二阶常系数线性齐次方程,特征根
,通解
;
得出
,
阶常系数齐次线性方程:
⑤
其中
是常数,特征方程
求出特征根,由特征根写出通解
特征方程的根
方 程 通 解 中 的 对 应 项
(ⅰ)单实根
给出一项:
(ⅱ)一对单复根
给出两项:
(ⅲ)
重实根
给出
项:
(ⅳ) 一对
重复根
给出
项:
309页例6
;特征方程:
; 通解:
补例:
;特征方程:
,
通解:
习题12-8 二阶常系数齐次线性微分方程 310页
1. 求下列微分方程的通解
(2)
;
通解为
,
(4)
;
解:特征方程为
通解为
(8)
.
通解为
2. 求下列微分方程满足所给初始条件的特解.
(2)
,
,
解:
通解为
由初始条件
,
得
故特解为:.
解:
解:
解:
5. 设园柱形浮筒,直径为0.5米,铅直放在水中,当稍向下压后突然放开,浮筒在水中上下振动的周期为2秒钟,求浮筒的质量.
解:设
为水的密度,
为浮筒的横面积,D为浮筒的直径,且设压下的位移为
,则:
即
令:
,则
通解为
故:
第九节. 二阶常系数非齐次线性方程 311页
(
常数)
由定理2知,此方程的通解
其中
是齐次线性方程
的通解,前面已解决.
是非齐次线性方程
的特解,求
的关键是由方程左端函数
的形式正确地写出
,
中的系数待定,然后用待定系数法求出这些系数,从而得
.
一
型
设
是某个多项式)可能是
的特解。将:
;
代入方程,并消去
得:
(3)
若
不是
,因
次多项式,要使(3)两端恒等,可令
为另一
次多项式
,即:
…
代入(3)式,,就可得到
…,
,并得特解:
若
是
,要使(3)两端恒等,那么
必须是
次多项式,此时可令
,代入(3)式,,就可得到
…,
,并得特解:
若
是
,要使(3)两端恒等,那么
必须是
次多项式,此时可令
,代入(3)式,,就可得到
…,
,并得特解:
综上述有,若
,则方程具有形如
的解。
其中,
的多项式,而
则按
不是特征方程的根,是特征方程的单根或是特征方程的重根依次取0、1或2。
上述结论可推广至
阶常系数非齐次线性微分方程。
312页 例1求:
的一个特解。
解:
;
不是特征根,故设
,代入所给方程,得:
于是求得一个特解为
313页 例2:求
的通解。
解:
,先求对应齐次方程的解:
由于
是特征方程的单根,故设:
把它代入所给方程,得:
因此求得方程的一个特解为:
从而所求的通解为:
,
二
型:
则非齐次线性微分方程的特解可设为:
,其中
是不同的
次多项式系数待定,
,而
按
不是特征方程的根,或是特征方程的单根依次取0或1。
315页例3:求
的一个特解,
解:
不是特征根,设
;代回得
从而有:
补例:方程
因
,故特征根
是二次多项式,,
不是特征根, 设
.
补例:方程
因
是单根,
一次多项式,故设
.
补例 写出下列方程特解的形式:
(1)
; (2)
;
(3)
;(4)
;
(5)
;
解:(1)
的特征方程为
,故特征根
.
,
二重特征根,且
二次,故
(a,b,c待定)
(2)
的特征方程是
,特征根
,
,
是特征单根,2是零次多项式,故
,是零次多项式,且
不是特根,故
(a,b待定)
(3)
的特征方程为
,
.
,
恰是特征根,
(a,b待定)
(4)
特征方程为
,特征根
.
,
是特征根,且
是一次式;
故
(a,b,c,d待定)
(5)
的特征方程为
,
.
又因
,
,
不是特征根,
,
是二重特征根,
(a,b待定)
习题12—9 二阶常系数非齐次线性微分方程 317页
1. 求下列各微分方程的通解
解:
解:
故
EMBED Equation.3
(4)
;
解:
EMBED Equation.3 为特征方程的单根, 设
, 则得
EMBED Equation.3 通解
.
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
解:分解为:
(1)
对(1)而言:
不是特征根,令
回代得:
。
对(2)而言:
是特征根,令
回代得:
(10)
;
解:
对应齐次解为
.
不是特征方程的根,设
则得
故
通解
2. 求下列微分方程满足所给初始条件的特解.
(1)
,
,
解:特征方程为
对应齐次解为
,
不是特征方程的根,设
则得
EMBED Equation.3 通解为
,
由
,
得
故特解为
EMBED Equation.3
故
5. 一链条悬挂在一钉子上,起动时一端离开钉子8m,另一端离开钉子12m,分别在以下两种情况下求链条滑下来所需要的时间.
(1) 若不计钉子对链条所产生的磨擦力;
解:设在时刻
时链条上较长的一段下滑s米,且设链条密度为
,则作用力为:
,由
得:
初始条件为
齐次方程
的通解为
,
设
齐次方程
的通解为
由
得
特解为
即
当
时,
(2) 若磨擦力为链条1m长的重量
解:
,由
得:
初始条件为
通解为
由
得
特解为
当
时,
秒.
6. 设
连续,且满足
,求
.
解:
EMBED Equation.3 初始条件
对应齐次方程通解为
,
不是特征方程的根,设
则得
EMBED Equation.3
通解为
由
得
故特解为
.
练习题
一、填空题
1. 曲线族
所满足的一阶微分方程是____
; .
2. 曲线族
所满足的一阶微分方程是______
;
3. 微分方程
的通解是_______
____.
6. 以
为两个特解的二阶常系数线性齐次方程为___
___.
7. 以
为一个特解的二阶常系数线性齐次方程是___
;
8. 一曲线过点
,且该曲线上任一点处的切线斜率为
,则该曲线方程是___
.
9. 微分方程
的一个特解应具有的形式 (D)(√)
.
10.微分方程
的特解形式应设为 (B)
;
11.
是微分方程
的; (C)(√)是解,但既非通解,又非特解;
12. 用降阶法求解方程
,可令 (B) (√)
;
13. 求微分方程
的一个特解。 13.
三、求下列方程的特解:
1.
,满足条件
, 1.
;
2.
,满足条件
, 2.
四、设曲线积分
与路径无关,其中
具有一阶连续导数,且
,求
.
五、求满足
的连续函数
.
八、
,
且
为全微分方程,求
及全微分方程的通解.
九、求
的积分曲线方程,使曲线过点
且该点处的切线斜率为2.
十. 若可微函数
满足关系式
,证明
.
综合习题
三. 求下列微分方程的通解
(1)
;327页3(1)
解:
,令
, 则
积分之得:
通解为
.
法2:令
;327页3(2)
(3)
;327页3(3)
解:
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
(4).
;327页3(4)
解:令
故
,通解为
.
以下为补充题:
(4)
;
解:同乘
得:
即:
通解为
.
(5)
.
解:
因
故原方程为全微分方程,
EMBED Equation.3
通解为
.
五. 已知
,试确定
,使
为全微分方程,并求此全微分方程的通解.
解:
由
得
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3 ,
得全微分方程
,
通解为
六. 已知
在全平面上与路径无关,其中
具有连续的一阶导数,并且当C是起点在(0,0),终点为(1,1)的有向曲线时,该曲线积分值等于
,试求
解:由
得
EMBED Equation.3
由
得:
解得
故
;
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
5(2)图
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
6图
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
(7)题图
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
高数第十二章微分方程 第12页共48页
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