一阶线性微分方程通解dy/dx+P(x)y=Q(x)的通解.我教科书上的解答过程看不太懂.不明白为什么可以先求解对应的齐

2个回答

  • dy/dx+P(x)y=Q(x)的通解.

    此方程在现在这个状态,无法分离变量;分离不了变量,就无法求解.

    最常用的方法,是先求一阶齐次方程dy/dx+P(x)y=0的通解,然后把积分常数换成x的函数u(x),

    再将带u的通解y和y'代入原式,即可求出函数u(x);最后即可求得原方程的通解.这个过程已经程式化,很容易掌握.不存在“为什么”的问题,只是一个方法.

    由dy/dx+P(x)y=0,得dy/y=-P(x)dx,积分之得lny=-∫P(x)dx+lnC₁,故y=C₁e^[-∫P(x)dx];

    将C₁换成x的某个函数u,得y=ue^[-∫P(x)dx].(1)

    对x取导数得dy/dx=(du/dx)e^[-∫P(x)dx]-ue^[-∫P(x)dx]P(x).(2)

    将(1)和(2)代入原方程,得:

    (du/dx)e^[-∫P(x)dx]-ue^[-∫P(x)dx]P(x)+ue^[-∫P(x)dx]P(x)=Q(x)

    化简得(du/dx)e^[-∫P(x)dx]=Q(x)

    这就可以分离变量了:

    du={Q(x)e^[∫P(x)dx]}dx

    积分就看求出u(x),再代入(1)式即得原方程的通解.