微分方程的类型有很多种,解题时先判断微分方程是哪种类型,可以帮助我们更快解题,所以我们有必要归纳整理一下各类型的微分方程及其相应解法。
1.二阶常系数齐次线性微分方程解法 一般形式:y”+py’+qy=0,特征方程r2+pr+q=0 特征方程r2+pr+q=0的两根为r1,r2 微分方程y”+py’+qy=0的通解 两个不相等的实根r1,r2 y=C1er1x+C2er2x 两个相等的实根r1=r2 y=(C1+C2x)er1x 一对共轭复根r1=α+iβ,r2=α-iβ y=eαx(C1cosβx+C2sinβx)
2.1.二阶常系数非齐次线性微分方程解法 一般形式: y”+py’+qy=f(x) 先求y”+py’+qy=0的通解y0(x),再求y”+py’+qy=f(x)的一个特解y*(x) 则y(x)=y0(x)+y*(x)即为微分方程y”+py’+qy=f(x)的通解 求y”+py’+qy=f(x)特解的方法: ① f(x)=Pm(x)eλx型 令y*=xkQm(x)eλx[k按λ不是特征方程的根,是特征方程的单根或特征方程的重根依次取0,1或2]再代入原方程,确定Qm(x)的m+1个系数
2.2.②f(x)=eλx[Pl(x)cosωx+Pn(x)sinωx]型 令y*=xkeλx[Qm(x)cosωx+Rm(x)sinωx][m=max﹛l,n﹜,k按λ+iω不是特征方程的根或是特征方程的单根依次取0或1]再代入原方程,分别确定Qm(x)和Rm(x)的m+1个系数
有关微分方程的题目有很多,不可能一一列举出来,但我们可以掌握方法,开拓思维,这样我们的高数才会得以提高。