常微分方程求解(3)
2025年05月09日
数学 / 高等数学
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本篇文章讨论几种特殊形式的二阶微分方程,他们可以经过适当的变量替换降阶为一阶微分方程,称为可降阶的二阶微分方程,这里所用的一些处理方法,对于高阶方程也适用。下面讨论三种情况下的求解方法。

一、型的微分方程

对于标题指出的这类方程,只需积分两次,就能求得解。积分一次得到:

再积分一次得到:

这是该方程的通解。

二、型的微分方程

这类方程的特点是不明显含有未知函数 ,针对这一特点,我们把 作为新的未知函数,并作如下变换: 令, 于是 代入原方程即得到一个关于 的一阶方程

这里 为未知函数.若能求出这个一阶方程的解 ,则由 ,就容易求得原方程的通解

显然,对于 型的微分方程 ,可通过命 得到 ,从而化为关于未知函数 的一阶方程。如果能求出这个一阶方程的解 ,则由 逐次积分,就可以得到通解:

三、型的微分方程

这类方程的特点是其中不明显含自变量 ,因此可把 暂时作为这类方程的自变量。为此,作如下变换(注意与情况二不同之处)。 令,于是:

把它们代入原方程得:

于是原方程降低一阶而成为 关于 的一阶微分方程。 对于不明显含自变量的高阶方程,亦可采用改办法,求出,再把 看作自变量而把原方程降低一阶。

作者信息:老官童鞋gogo
发表于:2025年05月09日