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同济大学第五版高等数学(下)课件D12_4一阶线性[1].ppt

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同济大学第五版高等数学(下)课件D12_4一阶线性[1].ppt
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,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,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,,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,例1. 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,,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,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 返回 结束,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,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,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,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 上页 下页 返回 结束,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,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,,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,备用题,1. 求一连续可导函数,使其满足下列方程:,提示:,,,令,,则有,,利用公式可求出,机动 目录 上页 下页 返回 结束,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,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,( 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 .,
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