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如何判斷微分方程可以分離變數

發布時間: 2023-05-23 10:09:52

Ⅰ 怎麼分辨變數可分離微分方程和一階線性微分方程啊

變數可分離方程的形式:經整理後能夠變腔塵冊成兄返 y'=g(y)/f(x)
一階線性微分方程:經整理後能夠變成伍宏 y'+P(x)·y=Q(x)
當P(x)=0時,它也成了一種變數可分離的方程

Ⅱ 可分離變數的微分方程是什麼

形如dy/dx=f(x)/g(y)的微分方程稱為可分離變或巧量的微分方程。

求解可分離變數的微分方程的方法為:

(1)將方程分離變數得到:g(y)dy=f(x)dx。

(2)等式兩端求積分,得通解:∫g(y)dy=∫f(x)dx+C。

例如:

一階微分方程

dy/dx=F(x)G(y)。

第二步

dy/(G(y)dx)=F(x)。

第三步

∫(dy/G(y))=∫F(x)dx+C。

得通解。

特點

常微分方程的概念、解法、和其它理論很多,比如,方程和方程組的種類及解法、解的存在性和唯一性、奇解、定性理論等等。下面就方程解的有關幾點簡述一下,以了解常微分方程的特點。

求通解在歷史上曾作為微分方程的主要目標,一旦求出通解的表達式,就容易從中得到問題所需要的特解。也可以由通解的表達式,了解對某些參數的依賴情況,便於參數取值適宜,使它對應的解具有所需要的性能,還有助於進行關於解的其他研究。

後來的發展表明,能夠求侍閉出通解的情況不多,在實際應用中所需要的多是求滿足某種指定條件的特解。當然,通解是有助於研究解的屬衫談鍵性的,但是人們已把研究重點轉移到定解問題上來。

Ⅲ 如果微分方程可分離變數,求解微分方程的方法是什麼怎樣解

微分方程的解根告陵伏據方程類型而定,以下為具體解法。

一、一階微分方程

1.可分離變數方程

若一階微分方程y'=f(x,y)可以寫成dy/dx=p(x)q(y),則稱之為可分離變數方程,分離變數得dy/q(y)=p(x)dx,兩邊積分∫dy/q)(y)=∫p(x)dx即可得到襪攜通解。

2.齊次方程

將齊次方程通過代換將其化為可分離變數方程。令u=y/x,即y=ux,則dy/dx=u+x*/dx,齊次方程dy/dx=φ(y/x)化為u+x*/dx=φ(u),分離變數得/φ(u)-u=dx/x,兩邊積分

∫/φ(u)-u=∫dx/x後即得齊次方程的通解。

3.一階線性方程

對於一階線性方程y'+P(x)y=Q(x)的通解為y=e ^-∫P(x)dx (∫Q(x)*e ^∫P(x)dx+C)

4.伯努利方程

伯努利方程y'+P(x)y=Q(x)y^n(n∈R,n≠0,1)的通解為z=y^1-n=e ^-∫(1-n)P(x)dx (∫(1-n)Q(x)*e ^∫(1-n)P(x)dx dx+C)

Ⅳ 可分離變數的微分方程和一階線性微分方程(具體的區分)

高數怎飢鬧么區分可分離氏塵變數的微分方程和一階線性微分方程,

如果方程能化為 ∫g(y)dy=∫f(x)dx,則就是分離變數的微分殲肢禪方程。
如果方程能化為y'+P(x)y=Q(x),則就是一階線性的微分方程。

Ⅳ 什麼叫分離變數,這個式子如何分離變數


如上虧並扮銷灶過蔽檔程。

Ⅵ 怎麼區分可分離變數、齊次方程和線性方程

形如f(x)g(y)dx=d(x)e(x)dy的方程
叫做可
分離變數
微分方程。齊次的沒有常數項,就是AX=0,非齊次的有常數項,就是AX=B。樓主正解
形如y'譽禪巧'+py'+qy=0的方程稱為「齊次線性方程」,這里「齊次」是指方程中每一慶鍵項關於未知函數y及其導數y',y'',……的次數都是相等的(都是一次),而方程y''+py'+qy=x就不是「齊次」的,襲陵因為方程右邊的項x不含y及y的導數,是關於y,y',y'',……的0次項,因而就要稱為「非齊次線性方程」。齊次線性方程組:常數項全部為零的線性方程組
例如
x+y+z=0;2x+y+3z=0;
4x-y+3z=0;
又稱「聯立方程」。

Ⅶ 微分方程可分離變數的條件

5.可分離變數的微分方程
現在考慮例2.7.1中問題的推廣,那裡包含著一個方程,其中是未知函數y的導數.一般來說,我們有下述定義.
定義.含有未知函數的導數或微分的等式稱為微分方程.如果把某個函數及其導數(或微分)代入微分方程,能使方程成為恆等式,則該函數稱為微分方程的解.含有任意常數的解稱為微分方程的通解,通解的圖像稱為積分曲線族;不含任意常數的解稱為微分方程的特解,特解的圖像稱為積芹薯枝分曲線.
例2.7.1.的是微分方程,y=x2+C是其通解,而y=x2+1則是特解.動畫中的曲線族是積分曲線族,而y=x2+1的圖像則是一條積分曲線.
在這一知識點里我們只介紹最簡單的一種微分方程——可分離變數的微分方程.
定義.形如

M1(x)M2(y)dx+N1(x)N2(y)dy=0
的微分方程稱為可分離變數的微分方程,其中f(x),g(y),M1(x),N1(x),M2(y),N2(y)都是在所考慮的變數范圍內的已知連續函數.
可分離變數的微分方程解法為:將含有變數x與y的函數及微分分列等號的兩端,然後積分之.即
將方程變形:
=f(x)dx

不定積分:
ß
ß

ß
ß
得通解:
F(x,y,C)=0
有初值條件y(x0)=y0時,也可用定積分:
定積分:

ß
ß
得特解:
F(x,y,x0,y0)=0
注.(1)可分離變數的意義不僅在於變數x與y含在各自的一元函數里,而且必須能被分列在等號的兩端.下述方程就不是可分離變數方程:
.
(2)用定積分積分微分方程時,上限x與y,下限x0與y0必須相對應.
例2.7.12求微分方程滿足初值條件yêx=0=1的特解.
解.今後我們將此類問題簡述成,
分離變數:ydy=xdx
不定積分:ò2ydy=ò2xdx
定積分:
得通解:y2=x2+C或y=±
得:y2-1=x2-0
代入初值:1=
確定常數C:C=1
得特解:y=
得特解:
y=
注.(1)從y2=x2+C得y=±,但初值條件yêx=0=1使我們必須取y=.
(2)定積分的積手告分變數與上限變數未被區分,這是為書寫簡便,但你應做到心中有數.
例2.7.13求微分方程=2xy的通嫌敏解.
解.分離變數:=2xdx
,
積分:
,
得:ln|y|=x2+C1
,
即:|y|=.
因C1是任意常數,
也成為任意正的常數
.又因左端是y的絕對值,我們可得
y=±C
為簡化表達式,用一個任意常數(仍記作C)表示±C,於是得原方程的通解
y=C,C為任意常數
.
注.(1)求解過程中,你能注意到C¹0.但實際上當C=0時,y=0,仍為原方程的一個特解.因此通解y=C中的C並不受非零的限制.
(2)從例2.7.13的求解過程,我們看到,有時求解微分方程能預見到通解中任意常數C不受限制,於是積分不必寫ln|y|,而直接寫lny,同時用lnC來代替C1,這是十分方便的.即解的過程可簡化為:
分離變數:=2xdx
積分:lny=x2+lnC

Ⅷ 大學常微分方程分離變數法

題主提供的常微分方程是可以用分離變數法來求解。

求解步驟陪頌橡:

1、將dy和dx分離到等式兩邊

2、取積分後,求解不定積分

3、從上述結果,求出y(x)的表達式 ,得到常微分方程的通解

4、如有初始條件,則根據櫻如條件解出積分常數C值,得到常微分方程的特解

題主的問題求解過程如下蘆旁:

Ⅸ 怎樣分辨一階線性微分方程,,齊次方程,可分離變數的方程,,可降階的高階方程,線性微分方程

1、可分離變數的方程
經簡單變形後,等式左邊只出現變數y(沒有x),等式右邊只出現x(沒有y)仿握好,故名「可分離變數的方程」

2、齊次方程
可變形為 y'=φ(y/x),若將y換成x、2x等,則右式變為常數。
右式稱為齊次函數,故名「齊次方程」

3、一階線性微分方程
形如 y'+p(x)y=q(x),
如果寫作y'+p(x)y-q(x)=0,再將x換成常數,則左式為y'和y的線性函數
由於不含二階以上導數,因此稱「一階」
綜上皮蔽,故名「一階線性微分方程」備鉛

4、可降階的高階方程
階是指導數的階數,含二階以上導數的稱高階方程。
如二階方程y"=2y』,將2y』換成u,則方程變為u'=2,降為一階方程。
這就是「可降階的高階方程」

5、線性微分方程
線性是指線性函數,如a1x1+a2x2+…+anxn+a0就是x1,x2,…,xn的線性函數。
例如二階線性微分方程形如y"+p1(x)y'+p2(x)y-f(x)=0
如果將x換成常數,則左式變為y",y',y的線性函數。

Ⅹ 全微分如何分離 如何判斷

先看定義:形如dy/dx=f(x)g(y)的或宴一階微分方差團罩程虛鬧,稱為可分離變數的微分方程.
舉個例子:dy/dx=xy →分離變數,得(1/y)dy=xdx (這一步其實就是移項,g(y)函數跟dy放一塊,f(x)函數跟dx放一塊) g(y)是y的函數 f(x)是x的函數