第十二微分方程.pptx

《第十二微分方程.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第十二微分方程.pptx（18页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、湖北经济学院数学教研室2005.5例例 1 1 一一曲曲线线通通过过点点(1,2),且且在在该该曲曲线线上上任任一一点点),(yxM处处的的切切线线的的斜斜率率为为x2,求求这这曲曲线线的的方方程程.解解)(xyy 设所求曲线为设所求曲线为xdxdy2 xdxy22,1 yx时时其中其中,2Cxy 即即, 1 C求得求得.12 xy所求曲线方程为所求曲线方程为一、问题的提出湖北经济学院数学教研室2005.5例例 2 2 列列车车在在平平直直的的线线路路上上以以 2 20 0 米米/ /秒秒的的速速度度行行驶驶, ,当当制制动动时时列列车车获获得得加加速速度度4 . 0 米米/ /秒秒2 2,

2、,问问开开始始制制动动后后多多少少时时间间列列车车才才能能停停住住？以以及及列列车车在在这这段段时时间间内内行行驶驶了了多多少少路路程程？解解)(,tssst 米米秒钟行驶秒钟行驶设制动后设制动后4 . 022 dtsd,20, 0,0 dtdsvst时时14 . 0Ctdtdsv 2122 . 0CtCts 湖北经济学院数学教研室2005.5代入条件后知代入条件后知0,2021 CC,202 . 02tts ,204 . 0 tdtdsv故故),(504 . 020秒秒 t列列车车在在这这段段时时间间内内行行驶驶了了).(5005020502 . 02米米 s开始制动到列车完全停住共需开始制

3、动到列车完全停住共需湖北经济学院数学教研室2005.5微分方程微分方程: :凡含有未知函数的导数或微分的方程称凡含有未知函数的导数或微分的方程称为微分方程为微分方程. .例例,xyy , 0)(2 xdxdtxt,32xeyyy , yxxz 实质实质: : 联系自变量联系自变量, ,未知函数以及未知函数的未知函数以及未知函数的某些导数某些导数( (或微分或微分) )之间的关系式之间的关系式. .二、微分方程的基本概念湖北经济学院数学教研室2005.5微分方程的阶微分方程的阶: : 微分方程中出现的未知函数的最微分方程中出现的未知函数的最高阶导数的阶数称为该微分方程的阶高阶导数的阶数称为该微分

4、方程的阶. .分类分类1 1: : 常微分方程常微分方程 , 0),( yyxF一阶微分方程一阶微分方程);,(yxfy 高阶高阶( (n) )微分方程微分方程, 0),()( nyyyxF).,()1()( nnyyyxfy分类分类2:2:,32xeyyy 偏微分方程偏微分方程, yxxz 湖北经济学院数学教研室2005.5分类分类3 3: : 线性线性微分方程：微分方程：),()(xQyxPy ; 02)(2 xyyyx分类分类4 4: : 单个微分方程：单个微分方程： ,2,23zydxdzzydxdy非线性微分方程：非线性微分方程：,xyy 微分方程组：湖北经济学院数学教研室2005.

5、5微分方程的解微分方程的解: :代入微分方程能使方程成为恒等式代入微分方程能使方程成为恒等式的函数称为该微分方程的解的函数称为该微分方程的解. . ,)(阶导数阶导数上有上有在区间在区间设设nIxy . 0)(,),(),(,()( xxxxFn0),()(nyyyxF若有则称函数)(xy为微分方程的一个解。湖北经济学院数学教研室2005.5(2)(2)特解特解: : 确定了通解中任意常数以后的解确定了通解中任意常数以后的解. ., yy 例例;xCey 通解通解, 0 yy;cossin21xCxCy 通解通解初始条件初始条件: : 用来确定任意常数的条件用来确定任意常数的条件. .微分方程

6、的解的分类：微分方程的解的分类：(1)(1)通解通解: : 微分方程的解中含有任意常数微分方程的解中含有任意常数, ,且相且相互独立的任意常数的个数与微分方程的阶数相互独立的任意常数的个数与微分方程的阶数相同同. ., yy 例例;2xey 特解, 0 yy;cossinxxy特解湖北经济学院数学教研室2005.5解的图象解的图象: : 微分方程的积分曲线微分方程的积分曲线. .通解的图象通解的图象: : 积分曲线族积分曲线族. .微分方程解的几何意义微分方程解的几何意义: :例如 设xdxdy2 xdxy22) 1 (y且,2Cxy 即即, 1C代入初值条件得.12 xy即xy湖北经济学院数

7、学教研室2005.5过定点的积分曲线过定点的积分曲线; 00),(yyyxfyxx一阶一阶:二阶二阶: 0000,),(yyyyyyxfyxxxx初值问题初值问题: : 求微分方程满足初始条件的解的问题求微分方程满足初始条件的解的问题. .过定点且在定点的切线的斜率为定值的积分曲线过定点且在定点的切线的斜率为定值的积分曲线.湖北经济学院数学教研室2005.5例例 3 3 验证验证:函数函数ktCktCxsincos21 是微分是微分方程方程0222 xkdtxd的解的解. 并求满足初始条件并求满足初始条件0,00 ttdtdxAx的特解的特解.解解,cossin21ktkCktkCdtdx ,

8、sincos221222ktCkktCkdtxd ,22的表达式代入原方程的表达式代入原方程和和将将xdtxd湖北经济学院数学教研室2005.5. 0)sincos()sincos(212212 ktCktCkktCktCk.sincos21是原方程的解是原方程的解故故ktCktCx , 0,00 ttdtdxAx. 0,21 CAC所求特解为所求特解为.cosktAx 补充补充: :微分方程的初等解法微分方程的初等解法: : 初等积分法初等积分法. .求解微分方程求解微分方程求积分求积分(通解可用初等函数或积分表示出来通解可用初等函数或积分表示出来)湖北经济学院数学教研室2005.5微分方程

9、；微分方程；微分方程的阶；微分方程的阶；微分方程的解；微分方程的解；通解通解; ; 初始条件；初始条件；特解；特解；初值问题；初值问题； 积分曲线积分曲线本节基本概念：本节基本概念：三、小结湖北经济学院数学教研室2005.5思考题思考题 函函数数xey23 是是微微分分方方程程04 yy的的什什么么解解?湖北经济学院数学教研室2005.5思考题解答思考题解答,62xey ,122xey yy4, 0341222 xxeexey23 中不含任意常数中不含任意常数,故为微分方程的故为微分方程的特特解解.湖北经济学院数学教研室2005.5一、一、 填空题填空题: : 1 1、022 yxyyx是是_

10、阶微分方程；阶微分方程；2 2、022 cQdtdQRdtQdL是是_阶微分方程；阶微分方程；3 3、 2sin dd是是_阶微分方程；阶微分方程；4 4、一个二阶微分方程的通解应含有、一个二阶微分方程的通解应含有_个任意常数个任意常数 . .二、确定函数关系式二、确定函数关系式)sin(21CxCy 所含的参数所含的参数, ,使使 其满足初始条件其满足初始条件1 xy, ,0 xy. .练练 习习 题题湖北经济学院数学教研室2005.5四四、已已知知函函数数1 xbeaeyxx, ,其其中中ba ,为为任任意意常常 数数, ,试试求求函函数数所所满满足足的的微微分分方方程程 . .三三、设设曲曲线线上上点点),(yxP处处的的法法线线与与x轴轴的的交交点点为为Q, ,且且线线段段PQ被被y轴轴平平分分, ,试试写写出出该该曲曲线线所所满满足足的的微微分分方方程程. .湖北经济学院数学教研室2005.5练习题答案练习题答案