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一阶线性微分方程和伯努利方程分析

【摘要】:【主要内容】1.一阶线性微分方程形如(其中P(x),Q(x)是已知函数)的微分方程,称为一阶线性微分方程,它的通解为(其中的不定积分都取一个原函数).2.伯努利方程形如(n≠0,1,P(x),Q(x)都是已知函数)的微分方程,称为伯努利方程.令z=y1-n,伯努利方程转换成一阶线性微分方程由式(1)的通解即可得到伯努利方程的通解.【典型例题】例4.2.1求微分方程的通解.精解 所给微分方程是一阶线

【主要内容】

1.一阶线性微分方程

形如978-7-111-46245-3-Part01-2001.jpg(其中Px),Qx)是已知函数)的微分方程,称为一阶线性微

分方程,它的通解为978-7-111-46245-3-Part01-2002.jpg(其中的不定积分都取一个原函数).

2.伯努利方程

形如978-7-111-46245-3-Part01-2003.jpgn≠0,1,Px),Qx)都是已知函数)的微分方程,称为伯

努利方程.

z=y1-n,伯努利方程转换成一阶线性微分方程

由式(1)的通解即可得到伯努利方程的通解.

【典型例题】(www.chuimin.cn)

例4.2.1求微分方程978-7-111-46245-3-Part01-2005.jpg的通解.

精解 所给微分方程是一阶线性微分方程,它的通解为

例4.2.2 求微分方程978-7-111-46245-3-Part01-2007.jpg的通解.

精解 所给的微分方程既不是一阶线性微分方程,又不是变量可分离微分方程和齐次微分方程,但是,如果把y看做自变量x看做未知函数,则这个微分方程成为978-7-111-46245-3-Part01-2008.jpg,即978-7-111-46245-3-Part01-2009.jpg(一阶线性微分方程)

它的通解为

注 当所给的一阶微分方程y′=fxy)不是变量可分离微分方程、齐次微分方程、一阶线性微分方程、伯努利方程时,可以考虑交换自变量x与未知函数y,即将x作为未知函数,将y作为自变量.

例4.2.3 求微分方程3y′-ysecx=y4tanx的通解.

精解 由于所给微分方程可改写为978-7-111-46245-3-Part01-2012.jpgn=4的伯努利方程).(1)令z=y1-4=y-3,则式(1)成为978-7-111-46245-3-Part01-2013.jpg(一阶线性微分方程)它的通解为