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时间:2019-07-22
《一阶隐式方程与解的积分表示》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、13.4一阶隐式方程与解的积分表示一阶隐式微分方程形式是如果能从(3.4.1)中解出,表达式就是,则可以根据式,采用本章上面几节介绍的方法求解。但如果难于从方程中解出,或即使解出,但其表达式的形式非常复杂,则需(3.4.1)的具体形要采用引进参数的方法将方程变成导数可以解出的类型。2本节介绍的方程包括以下几种类型3.4.1可以解出y或x的方程(1)首先讨论形如的方程的解法。这里假设函数有连续的偏导数。(3.4.2)3做变换则方程(3.4.2)变成将方程(3.4.4)两边对x求导,并以代入,即得方程(3.4.5)是关于x和p的一
2、阶方程,但是已经就导数解出,可以按本章第1至3节介绍的方法求解。(3.4.3)(3.4.4)(3.4.5)4例3.4.1求解方程解解出y,并令,得到两边对x求导,得到两边乘以p,得(3.4.12)5此式可以写成积分之,有解出x,得到将它代入到(3.4.12),得因此方程参数形式的通解为6当p=0时,由(3.4.12)直接推知y=0也是方程的解。例3.4.2求解微分方程解令,得到两边对x求导,得到(3.4.13)7或.从=0得到将它代入到(3.4.13),得到方程的通解又从=0解得以此代入到(3.4.13),得到方程另一个解这是
3、一个奇解。8(2)形如的方程的求解方法与方程(3.4.2)的求解方法完全类似。这里也假定函数有连续的偏导数。令,则方程变成两端对y求导,并以代入,得到(3.4.16)(3.4.14)(3.4.15)9方程(3.4.16)是关于y和p的一阶方程,并且已经就解出,于是可以按本章因此得方程(3.4.14)的通解为(3.4.18)前三节的方法求解。设求得的通解为(3.4.17)10例3.4.3求解微分方程解先将x解出,得再令两边对y求导,并整理得得(3.4.19)令=0,得,代入到(3.4.19),得到方程的一个解11再取解得代入到或
4、写成(3.4.19),得到方程的通解123.4.2不显含y(或x)的方程(3)现在讨论不显含y的、形如的方程的解法。记,则方程变成从几何上看,方程(3.4.21)代表xop平面上的一条曲线,可以把这条曲线表示为适当的参数形式(3.4.22)(3.4.20)(3.4.21)13这里t是参数。另一方面注意到沿方程(3.4.20)的任何一条积分曲线,恒有关系以(3.4.22)代入到上式得(3.4.23)两边积分,得到于是得到方程参数形式的通解其中c为任意常数。14例3.4.4求解微分方程解令则由方程得从而于是积分之,得因此方程的参数
5、形式的通解为15(4)不显含x的、形如的方程的求解。记,则方程变成从几何上看,方程(3.4.25)代表yop平面上的一条曲线,可以把这条曲线表示为适当的参数形式(3.4.26)(3.4.24)(3.4.25)这里t是参数。由关系16得即两边积分,得到于是得到方程参数形式的通解(3.4.27)其中c为任意常数。17例3.4.5求解微分方程解令与原方程联立消去后,有由此得这是原微分方程的参数并且形式。因此有积分之得到18于是求得方程参数形式的通解为消去t,得另外,当时原方程变成也是原方程的解。
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