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欲得到非齐次线性微分方程的通解,我们首先求出对应的齐次方程的通解,然后用待定系数法或常数变易法求出非齐次方程本身的一个特解,把它们相加,就是非齐次方程的通解 。
考虑以下的微分方程:
对应的齐次方程是:
它的通解是:
由于非齐次的部分是
把这个函数以及它的导数代入微分方程中,我们可以解出A:
因此,原微分方程的解是 :
假设有以下的微分方程:
我们首先求出对应的齐次方程的通解
两边求导数,可得:
我们把函数u1、u2加上一条限制:
于是,代入上式,可得:
两边再求导数,可得:
把(1)、(3)、(4)代入原微分方程中,可得:
整理,得:
由于y1和y2都是齐次方程的通解,因此
将(2)和(5)联立起来,组成了一个
这个方法也可以用来解高于二阶的非齐次线性微分方程。一般地,有:
其中,W表示朗斯基行列式。
一阶线性微分方程的多种解法及其教学问题:
对应的齐次线性方程为 :
Ui=R1*I+UoI=CdUc/dtUc=Uo-R2*I连立三个方程就可以得到:Ui=(R1+R2)*CdUc/dt+UcUo=Uc+R2*CdUc/dt……1式消去Uc,得...
求一本自学微分方程(differential equation)的书,要带习题解...
常微分的话选用高教二版或者三版 王高雄的 《常微分方程》,课后习题很好,对应的课后习题答案也可以在书店买到. 如果没有矩阵论或者高级线性代数(不是工程数学的那个线性代数)底子的话,推荐同时参考东北师范...
在二阶的常系数非齐次线性微分方程y''+py'+qy=f(x)中,记特征方程为λ^2+pλ+...
你对“安找我的理解,f(x)中的λ占了特征方程的两个根,固k应该取2,但相关的题中都是取1。”的疑问其实很简单因为“λ^2+4=0,解为λ=±2*i”都是一重根;如果你不是数学专业的,那我觉得你的学习...
一类超二次六阶半线性微分方程同宿轨道解的存在性
本文运用Brezis-Nirenberg型山路引理研究了六阶周期性微分方程u(vi)-Au(iv)+Bu″-Cu+Fu(x,u)=0至少存在一个非平凡同宿轨道解,其中,A2<4B,C>0假设F(x,u)∈C1(R×R,R)满足相应的超二次条件.
一类超二次六阶半线性周期微分方程同宿轨道存在性
本文利用Brezis-Nirenberg型的山路引理,研究了一类六阶周期半线性微分方程u(iv)+Au(iv)+Bu″-u+Vu(x,u)=0同宿轨道的存在性,其中V(x,u)为非负的超二次位势函数.
严格的讲,实际物理原件和系统都是非线性的。
叠加原理不适应于非线性系统,这给求解非线性系统带来了不便,因此需要对所研究的系统做线性化处理。
常数项全为0的n元线性方程组
称为n元齐次线性方程组。设其系数矩阵为A,未知项为X,则其矩阵形式为AX=0。若设其系数矩阵经过初等行变换所化到的行阶梯形矩阵的非零行行数为r,则它的方程组的解只有以下两种类型:
当r=n时,原方程组仅有零解;
当r
对齐次线性方程组的系数矩阵施行初等行变换化为阶梯型矩阵后,不全为零的行数r(即矩阵的秩)小于等于m(矩阵的行数),若m齐次线性方程组示例
对系数矩阵施行初等行变换:
令X
4=t,其中t为任意实数,原齐次线性方程组的解为
定理1
齐次线性方程组
齐次线性方程组
齐次线性方程组结构
齐次线性方程组解的性质
定理2 若x是齐次线性方程组
定理3 若x1,x2是齐次线性方程组
定理4 对齐次线性方程组
求解步骤
1、对系数矩阵A进行初等行变换,将其化为行阶梯形矩阵;
2、若r(A)=r=n(未知量的个数),则原方程组仅有零解,即x=0,求解结束;
若r(A)=r
4、选取合适的自由未知量,并取相应的基本向量组,代入同解方程组,得到原方程组的基础解系,进而写出通解.
齐次线性方程组性质
1.齐次线性方程组的两个解的和仍是齐次线性方程组的一组解。
2.齐次线性方程组的解的k倍仍然是齐次线性方程组的解。
3.齐次线性方程组的系数矩阵秩r(A)=n,方程组有唯一零解。
齐次线性方程组的系数矩阵秩r(A)
批准号 |
10231020 |
项目名称 |
常微分方程和动力系统若干问题的研究 |
申请代码 |
A0301 |
项目负责人 |
李承治 |
负责人职称 |
教授 |
依托单位 |
北京大学 |
研究期限 |
2003-01-01 至 2006-12-31 |
支持经费 |
105(万元) |