微分方程重點一:常係數齊次線性微分方程

2020-12-15 勞逸結合者

上一篇文章講到了那化腐朽為神奇的常數變易法。小編也說過,在考試中,那一節不是重點。

微分方程前面的都是一些基礎,如果是一些和其他題型結合在一起的題目的話,可能會考前面的微分方程內容,比如說求知道函數的全微分,讓求原函數這類的。

但是如果微分方程考大題的話,就是考二階常係數非齊次線性微分方程了。之前講的微分方程解的結構是基礎,主要是為了說明做題時我們需要求什麼。(即求齊次的通解,和非齊次的特解)

這一章就先講常係數齊次線性微分方程的解如何求。

二階常係數齊次線性微分方程:

主要思路:把求解問題轉換為求特徵方程的問題,然後再代公式即可。這一塊把以e為低的指數函數看作方程解的基礎,對它進行一系列的變化。(主要是因為微分方程的解很多,並且這樣的指數函數很特殊)

方程形式:

特徵方程:p,q皆為常數。p是一次項的係數,q是常數項。

這裡按照特徵方程解的情況不同,總結出不同的結果。具體推導過程在高數課本p339.其實這裡只需要記住公式就夠用了,考試對推導過程不做要求。

特徵方程解的情況:

1.方程有兩個不同的實數根

通解形式:

2.方程有兩個相同的實數根

通解形式:

3.方程的根為復根

通解形式:

總結:

第一步:寫出微分方程的特徵方程

第二步:求出微分方程的兩個根

第三步:根據特徵方程的兩個根的不同情況,按照下表寫出微分方程的通解

怎麼樣,求通解還是簡單吧。但是下一章的求特解可就比較難了,但是也是微分方程篇最後的重點了。

好了,光說不練假把式。接下來還是連一些題吧。

1.求下列微分方程的通解

2.求下列微分方程的通解

3.求下列微分方程的通解

4.求下列微分方程的通解

5.求下列微分方程滿足所給初值條件的特解

6.求下列微分方程滿足所給初值條件的特解

小夥伴們加油哦!

相關焦點

  • 常微分方程:線性微分方程解的三個重要特徵
    前一篇《帶你走進微積分的堂學習:一階線性微分方程式的基礎原理》詳細討論了線性微分方程的結構以及通解特性,本篇我們藉此機會指出一階線性微分方程解的三個重要特徵1)有一階線性微分方程>的通解是可以看出,它等於(1)的一個特解(對應於上式的C=0)再加相應的齊次線性(2)的通解,因此如果求得非齊次線性微分方程(1)的一個特解為y=φ1(x)和相應的齊次線性方程(2)的通解,則(1)的通解為2)設a(x)和b(x)在區間α<x<β上連續,則由上述通解公式可知
  • 了解高階線性微分方程——初識二階線性微分方程
    小編照舊當大家都做了哦 ,現在微分方程篇已經算是複習了一半了,也不知道大家複習得怎麼樣,不過每天有進步終究還是好的。對於不想荒廢大學四年的同學,小編建議每天還是應該做一些學的課程裡面的題目,每天都有那份感覺在那裡,最終要用到的時候起碼不會生疏。下面小編開始對答案了。
  • 「每周一識」一階非齊次線性微分方程求解及應用舉例
    本文介紹一階非齊次線性微分方程的通解的應用、特解求解舉例,以及二階微分方程可用該通解求解的情形。一、方程通解公式一階非齊次線性微分方程的解析式為:y'+p(x)=q(x),則其通解表達式如下:y=e^[-∫p(x)]dx{∫q(x)*e^[∫p(x)dx]dx+c}.
  • 帶你走進微積分的堂學習:一階線性微分方程式的基礎原理
    設一階微分方程式的右端函數f(x,y)關於y是一次線性的,設其中函數a(x)與b(y)在區間α<x<β上是連續的,此時,相應的微分方程可以寫成像這類的微分方程稱之為一階線性微分方程,不是線性的微分方程稱之為非線性微分方程
  • AI攻破高數核心,1秒內精確求解微分方程、不定積分
    這裡有,積分數據集和常微分方程數據集的製造方法:函數,和它的積分首先,就是要做出「一個函數&它的微分」這樣的數據對。團隊用了三種方法:第一種是正向生成 (Fwd) ,指生成隨機函數 (最多n個運算符) ,再用現成的工具求積分。把工具求不出的函數扔掉。第二種是反向生成 (Bwd) ,指生成隨機函數,再對函數求導。
  • 神經受控微分方程:非規則時間序列預測新SOTA
    機器之心報導參與:Racoon、魔王、小舟使用神經微分方程對時間序列的動態進行建模是一個很有潛力的選擇,然而目前方法的性能往往受限於對初始條件的選擇。這項新研究提出了改進策略,實現了新的 SOTA 性能。
  • 2017考研數學:n階線性微分方程的通解公式分析
    微分方程是高等數學中的一個重要章節,在實際中也有廣泛的應用,對於考研數學來講更是每年必考。關於線性微分方程的通解公式,在一般高等數學教材中只是簡單地做了些介紹,並沒有進行詳細的分析證明,因此有很多同學對其感到有些困惑,對其含義和作用也不能很好理解,為了幫助2017考研學子消除這些困惑,本文對n階線性微分方程的通解公式做些分析和證明,供同學參考。
  • 考研數學:線性方程組與線性微分方程的通解對比
    線性方程組是線性代數中的一個重要知識點,而線性微分方程是高等數學中微分方程部分的一個重要知識點,二者雖然分別屬於不同的數學課程內容,但其通解形式卻有著驚人的相似之處,有些同學在學習中感覺到了二者有相似之處,但並不十分清楚其相似在何處和怎麼相似,以及線性微分方程的通解是否包含其全部解,對此的蔡老師就這些問題做些歸納總結,供複習2018考研數學的同學和學習高等數學及線性代數的同學參考
  • 分析學的5大「步」:微積分到函數論、泛函分析、微分方程
    威爾斯特拉斯的這一結果和切比雪夫斯基最佳逼近論,是函數構造論的開端。泛函分析泛函分析是研究拓撲線性空間到拓撲線性空間之間滿足各種拓撲和代數條件的映射的分支學科,形成於20世紀30年代,是從變分問題,積分方程和理論物理的研究中發展起來的。
  • 第十一屆全國微分方程穩定性理論與應用學術會議召開
    第十一屆全國微分方程穩定性理論與應用學術會議召開 中國教育在線    2017-08-25  大 中 小   中國教育在線訊 8月18日至21日,第十一屆全國微分方程穩定性理論與應用學術會議在濰坊召開。
  • 求微分方程y''+y=(sin3x+cos3x)e^2x通解的方法
    本文主要內容,介紹求微分方程y''+y=(sin3x+cos3x)e^2x通解的方法。解:微分方程的特徵方程為:r2+1=0,r1,2=±i,即該方程的齊次微分方程的通解為:y*=c1sinx+c2cosx;
  • 微分方程y〞+y=(sin2x+cos2x)e^2x怎麼解?
    微分方程的特徵方程為:r2+1=0,r1,2=±i,即該方程的齊次微分方程的通解為:y*=c1sinx+c2cosx>又因為λ+iw=2+2i,不是特徵方程的根,則設特解為:y1=(msin2x+ncos2x)e^2x;兩次求導得:y1'=(2mcos2x-2nsin2x)e^2x+2(msin2x+ncos2x)e^2x;
  • 「創作開運禮」求微分方程y''+2y'+3y=0在定點處的特解
    本文介紹微分方程y''+2y'+3y=0在y(0)=1,y'(0)=5處的特解.具體步驟如下:二階微分方程y''+2y'+3y=0,其特徵方程為:r^2+2r+3=0r^2+2r+1=-2(r+1)^2=-2
  • ——一階線性方程
    上一篇的齊次方程大家做得怎麼樣呢?嘿嘿,小編可是當大家都做對了哦!接下來又到了緊張刺激的環節——對答案。題目在小編的上一篇文章:齊不齊——齊次方程中。1.這道題是求其通解,屬於這類型當中的簡單題。就下了就是把它當作一個可分離變量方程做就可以了。2.這裡也是,但是要注意的是開始就大量出現x/y,那麼令的時候就令u=x/y好了,把x當作因變量,y當作自變量。並且這裡如果還是令u=y/x的話,計算量會很大,因為小編算了,結果沒有積出來(有興趣的小夥伴們可以試一下哦)。
  • 今日Paper|隨機微分方程;流式自動語音識別;圖像分類等
    from=leiphonecolumn_papereview0110推薦理由:作者回顧凸對偶性的基本概念,重點是非常普遍且極為有用的Fenchel-Rockafellar對偶性。 作者總結了如何將這種對偶性應用於各種強化學習(RL)設置,包括策略評估或優化,在線或離線學習以及打折或未打折的獎勵。
  • 牛頓冷卻定律:想來一杯溫度完美的咖啡?先學好微分方程吧!──《超...
    「右上方那撇是微分啦。咖啡溫度的數學,這我有印象。妳等我問大家。」欣妤在群組裡連發了好幾則訊息,裡面有「咖啡」、「溫度」、「微分方程」、「混合」等字眼,每一個字我都看得懂,但串在一起就變得陌生。「妳剛剛忽然離開,他會不會受傷啊。」欣妤看著螢幕打字邊說。
  • 最美的公式:你也能懂的麥克斯韋方程組(微分篇)
    這四個方程各有積分和微分兩種形式,積分形式我們上篇已經說過了,微分形式我們還是按照順序,也從靜電開始。我們先來看看這個電場E,它在x方向上(2x)的係數是2,也就是說它的電場強度是不變的,一直都是2。但是,在y方向上(yy)的係數是y,也就是說當我越來越遠離y軸的時候,這個係數y也會越來越多,這就表示y方向上的電場強度會越來越大。
  • 2021考研數學衝刺:歷年常考考點
    比如隱函數求導,參數方程求導等等這一類的,還有注意一元函數的應用問題,這也是歷年考試的一個重點。數三的同學這兒結合經濟類的一些試題進行考察。3、微分方程:一是一元線性微分方程,第二是二階常係數齊次/非齊次線性微分方程對第一部分,考生需要掌握九種小類型,針對每一種小類型有不同的解題方式,針對每個不同的方程,套用不同的公式就行了。