二阶微分方程通解要求:两个积分常数,且组合部分线性无关
最简单的情况,可以分离变量
这就需要我们把 y′ 换成 dy/dx。
凑微分
求解:
xy′+y=y(lnx+lny)
观察到 xy′+y=(xy)′,令 u=xy。
换元复杂函数的自变量
xy′+x+cos(x+y)=0
令 u=x+y,则 y′=u′−1。另外,方程变形时要求 cos(x+y)=0,但是这也是符合条件的解,于是需要加上。
齐次方程
xy′=x2+y2+y
x2y′+xy=y2
(x+3y2)y′=y
第一是看到好多 y。换元 z=x/y,则 dx/dy=z+ydz/dy,得到 z=3y+C。
也可以凑微分,直接得到 d(x/y)=3dy。
换元 ,转化为一阶线性方程
y′=2x−y2y
降阶的两种方法
y′′=(y′)3+y′
- y′=p(x)
- y′=p(y)
刘维尔公式
y2=y1∫y121e−∫p(x)dxdx
e2x 是微分方程 (1−x)y′′+2xy′−4y=0 的解,求通解。
C1e2x+C2(2x2−2x+1)