当年已经学过了,可是忘光了。从知乎上找到了一个课程,可是和之前老师讲的不一样,在这里说明一下。
求解微分方程,是解一个含有微分的方程。因为含有微分,它和一般的方程可不一样,求解的结果里会具有一个常数\(C\)。若想要去掉这个常数\(C\),需要附加条件。这个附加条件表现为:
假若\(x_1=x_2\),称这个附加条件下的问题为初值问题。反之,则称为条件值问题。一般遇见的都是初值问题。
在微分形式以及它的变种中,初值条件仅仅为:
要解决初值问题,本质上不需要寻找额外的方法。只要完成了求解,再代入初值即可解决初值问题。当然,或许存在额外的解法。
大抵来说,这个教程的内容是:将微分方程分为几类,在这之后,每一类都有自己的独特解法。
当然,这只是一个范例。如果标准形式也存在着解法,我们就没有必要去讨论不同形式下的解法了。
同上标准形式,这只是一个范例。
直接进行积分,即可求解。这是求解最简单的一个形式。
当然,它存在着求解初值问题的额外方法:
由于不是一个可分离变量的方程,显然不能够直接求解。
最后会变化为可分离变量的形式。
首先,我们有着一个确认恰当方程的方法。如下:
如果符合上式,那么这就是一个恰当方程。
接下来,我们就可以根据下式确定\(F(x,y)\)
确定后,原式可以变化为:
这样就直接得到了对应的隐式解。从这个隐式解,或许可以得到显式解。
额外的情况,即使原方程不是恰当方程,可以将其变化为恰当方程。具体方式为:
在一些情况下,我们可以通过一些固定的方式来寻找这个\(I(x,y)\),如下:
所有的线性方程,都可以变化为恰当方程,且为:
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