二阶系数微分方程的通解和特解,二阶线性方程的特解如何求

二阶系数微分方程的通解和特解
通解加C,C代表常数,特解不加C。
通解是指满足这样的形式的函数都是微分方程的解,比如y=0的通解就是y=C,C是常数。通解是一个函数族
特解从名字中我们就可以看得出来就是一个特殊的解,它是一个函数,这个函数是微分方程的解,但是,微分方程可能还不一样的解。如y=0就是上面微分方程的特解。
特解在解非其次方程等一部分微分方程有特殊的作用。
扩展资料
微分方程的管束条件是指其解需满足的条件,依常微分方程及偏微分方程的不一样,有不一样的管束条件。
常微分方程常见的管束条件是函数在特定点的值,若是高阶的微分方程,会加上其各阶导数的值,有这种类型管束条件的常微分方程称为初值问题。
若是二阶的常微分方程,也许会指定函数在二个特定点的值,这个时候的问题即为边界值问题。若边界条件指定二点数值,称为狄利克雷边界条件(第一类边值条件),除开这点,也有指定二个特定点上导数的边界条件,称为诺伊曼边界条件(第二类边值条件)等。
偏微分方程常见的问题以边界值问题为主,不过边界条件则是指定一特定超曲面的值或导数需符定特定条件。
二阶线性方程的特解如何求?
二阶线性微分方程的特解公式:
y=C1e^(r1x)+C2e^(r2x)
二阶微分方程特点根公式?
二阶微分方程特解公式:λ^2+pλ+q=0,然后按照特点方程根的情况对方程解答。二阶常系数线性微分方程是形如y+py+qy=f(x)的微分方程,这当中p,q是实常数。
自由项f(x)为定义在区间I上的连续函数,即y+py+qy=0时,称为二阶常系数齐次线性微分方程。 若函数y1和y2之比为常数,称y1和y2是线性有关的;若函数y1和y2之比不为常数,称y1和y2是线性无关的。
常微分方程在高等数学中已有悠久的历史,因为它扎根于各自不同的各样的实质上问题中,故此,继续保持着前进的动力。二阶常系数常微分方程在常微分方程理论中占有重要地位,在工程技术及力学和物理学中都拥有十分广泛的应用。
比较经常会用到的解答方式是还未确定系数法、多项式法、常数变易法和微分算子法等
二阶微分方程通解怎么算,系数很数?
这是一类很特殊的方程,前缀有点多是一类范围很小的方程,但是在物理中常常见到,故独自拿出来进行讨论。
我们先从二阶线性微分方程入手,y+P(x)y+Q(x)y+R(x)=0,若R(x)=0,则为二阶线性齐次微分方程。进一步地,若系数和x无关,都为常数,即为常系数二阶线性齐次微分方程y+py+qy=0.
要解答这个方程,可以先得出它的两个线性无关的特解,再由解的叠加原理得到通解。
设解的形式为y=e^{rx}代入方程即得到(r^2+pr+q)e^{rx}=0 \\Rightarrow r^2+pr+q=0.这个等式称为微分方程的特点方程,可见特点方程是一个一元二次代数方程,其解可由求根公式得到。需分三种情况讨论:
1)特点方程有两个不等实根r_1 \e r_2
则两个特解为y_1=e^{r_1x},y_2=e^{r_2x},而\\frac{y_1}{y_2} \e C,故通解为y=C_1e^{r_1x}+C_2e^{r_2x}.
2)特点方程有一对共轭复根r_1=a+bi,r_2=a-bi,b\e0
二阶常系数线性微分方程的特解该怎么设?
解其对应的齐次常系数线性微分方程时,其解理所当然含有一个任意常数C,把常数C当成是个变量,并假定就是非齐次常系数线性微分方程的一个特解.故将他代入非齐次常系数线性微分方程,再次确定C(x)..这样的方式就叫常数变易法.
简单地说吧:
1)假设右边为多项式,则特解就设为次数一样的多项式;
2)假设右边为多项项乘以e^(ax)的形式,那就要看这个a是不是特点根:假设a不是特点根,那就将特解设为同次多项式乘以e^(ax);假设a是一阶特点根,那这个特解就需要在上面的基础上乘以一个x;假设a是n重特点根,那这个特解就需要在上面的基础上乘以x^n.
二阶微分方程及其解法?
通解加C,C代表常数,特解不加C。
通解是指满足这样的形式的函数都是微分方程的解,比如y=0的通解就是y=C,C是常数。通解是一个函数族
特解从名字中我们就可以看得出来就是一个特殊的解,它是一个函数,这个函数是微分方程的解,但是,微分方程可能还不一样的解。如y=0就是上面微分方程的特解。
特解在解非其次方程等一部分微分方程有特殊的作用。
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微分方程的管束条件是指其解需满足的条件,依常微分方程及偏微分方程的不一样,有不一样的管束条件。
常微分方程常见的管束条件是函数在特定点的值,若是高阶的微分方程,会加上其各阶导数的值,有这种类型管束条件的常微分方程称为初值问题。
若是二阶的常微分方程,也许会指定函数在二个特定点的值,这个时候的问题即为边界值问题。若边界条件指定二点数值,称为狄利克雷边界条件(第一类边值条件),除开这点,也有指定二个特定点上导数的边界条件,称为诺伊曼边界条件(第二类边值条件)等。
偏微分方程常见的问题以边界值问题为主,不过边界条件则是指定一特定超曲面的值或导数需符定特定条件。
MATLAB解答x+0.7x+0.8x|x|+25.6x-25.6x³=0二阶微分方程组的方式,可以按下方罗列出来的步骤进行:
1、建立自定义函数func()
function f = func(t,x) %x+0.7x+0.8x|x|+25.6x-25.6x³=0 f(1)=x(2); f(2)=25.6*x(1)^3-25.6*x(1)-0.8*x(2)*abs(x(2))-0.7*x(2); f=f(:)
; 2、建立龙格库塔算法函数runge_kutta()
调用格式:[t,x] = runge_kutta(@(t,x)func(t,x),x0,h,a,b)
; 3、然后按照x和x数据,绘制出x(t)、x′(t)的图形。
plot(x(:,1),x(:,2))
操作方式
01
1.二阶常系数齐次线性微分方程解法
大多数情况下形式:y”+py’+qy=0,特点方程r2+pr+q=0
特点方程r2+pr+q=0的两根为r1,r2 微分方程y”+py’+qy=0的通解
两个不相等的实根r1,r2 y=C1er1x+C2er2x
两个相等的实根r1=r2 y=(C1+C2x)er1x
一对共轭复根r1=α+iβ,r2=α-iβ y=eαx(C1cosβx+C2sinβx)
02
2.1.二阶常系数非齐次线性微分方程解法
大多数情况下形式: y”+py’+qy=f(x)
先求y”+py’+qy=0的通解y0(x),再求y”+py’+qy=f(x)的一个特解y*(x)
则y(x)=y0(x)+y*(x)即为微分方程y”+py’+qy=f(x)的通解
求y”+py’+qy=f(x)特解的方式:
(1) f(x)=Pm(x)eλx型
令y*=xkQm(x)eλx[k按λ不是特点方程的根,是特点方程的单根或特点方程的重根依次取0,1或2]再代入原方程,确定Qm(x)的m+1个系数
03
2.2.(2)f(x)=eλx[Pl(x)cosωx+Pn(x)sinωx]型
令y*=xkeλx[Qm(x)cosωx+Rm(x)sinωx][m=max﹛l,n﹜,k按λ+iω不是特点方程的根或是特点方程的单根依次取0或1]再代入原方程,分别确定Qm(x)和Rm(x)的m+1个系数
04
相关微分方程的试题有不少,不可能一一列举出来,但我们可以掌握并熟悉方式,开拓思维,这样我们的高数才会得以提升。
二阶微分方程特解通解的关系?
这里说的通解,就是包含全部的以y为因变量的方程,实际上就是二个任意常数引导的。
特解呢,就是一个已经确定的任意常数的y的方程。
通解中涵盖2个部分,对应齐次方程的通解和非齐次方程的特接,通解让原方程左边卫零,特解让左边方程为f(x),按照线性微分方程的叠加性,两个解相加就得到了非齐次方程的通解了,
举个简单例子,dy/dx=2x,积分后是y=x²+c,当c定下来以后就是特解,没确定就是通解,不管确定与否,带进微分方程都可以使等式成立,通解是无限个特解的集合,即当C取全部实数(有没有可能取复数我也不知道)时的结合。
二阶微分方程通解和特解例题?
通解加C,C代表常数,特解不加C。
通解是指满足这样的形式的函数都是微分方程的解,比如y=0的通解就是y=C,C是常数。通解是一个函数族
特解从名字中我们就可以看得出来就是一个特殊的解,它是一个函数,这个函数是微分方程的解,但是,微分方程可能还不一样的解。如y=0就是上面微分方程的特解。
特解在解非其次方程等一部分微分方程有特殊的作用。
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微分方程的管束条件是指其解需满足的条件,依常微分方程及偏微分方程的不一样,有不一样的管束条件。
常微分方程常见的管束条件是函数在特定点的值,若是高阶的微分方程,会加上其各阶导数的值,有这种类型管束条件的常微分方程称为初值问题。
若是二阶的常微分方程,也许会指定函数在二个特定点的值,这个时候的问题即为边界值问题。若边界条件指定二点数值,称为狄利克雷边界条件(第一类边值条件),除开这点,也有指定二个特定点上导数的边界条件,称为诺伊曼边界条件(第二类边值条件)等。
偏微分方程常见的问题以边界值问题为主,不过边界条件则是指定一特定超曲面的值或导数需符定特定条件。
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