最新常微分方程22变量可分离方程PPT课件.ppt

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1、常微分方程常微分方程2222变量可分离变量可分离方程方程一、一、变量可分离方程的求解变量可分离方程的求解当当 方程（方程（2.2.12.2.1）两边同除以）两边同除以 得得 这样对上式两边积分得到这样对上式两边积分得到例例2.2.12.2.1求微分方程求微分方程的通解。的通解。2积分上式得积分上式得用用 代入得代入得利用初始条件利用初始条件 可定出可定出 代入上式解出代入上式解出 9 求解微分方程求解微分方程微分方程通解：微分方程通解：解解10 解方程解方程解解 改写方程：改写方程：齐次方程齐次方程方程变为：方程变为：两边积分：两边积分：11分析分析解解方程变为方程变为 齐次方程齐次方程12两

2、边积分两边积分通解：通解：分离变量分离变量13三、三、可化为齐次方程的方程可化为齐次方程的方程形如形如的方程可化为齐次方程的方程可化为齐次方程.其中其中都是常数都是常数.1.当当时时,此方程就是齐次方程此方程就是齐次方程.2.当当时时,并且并且(1)14此时二元方程组此时二元方程组有惟一解有惟一解引入新变量引入新变量此时此时,方程可化为齐次方程方程可化为齐次方程:15(2)若若则存在实数则存在实数使得使得:或者有或者有不妨是前者不妨是前者,则方程可变为则方程可变为令令则则163.对特殊方程对特殊方程令令则则17例例2.2.42.2.4求方程求方程 的通解。的通解。解：解方程组解：解方程组 得得

3、 令令 代入原方程可得到齐次方程代入原方程可得到齐次方程令令 得得18还原后得原方程通解为还原后得原方程通解为变量分离后积分变量分离后积分19解解代入原方程得代入原方程得非齐次型方程非齐次型方程.方程组方程组齐次型方程齐次型方程.方程变为方程变为20分离变量法得分离变量法得原方程通解原方程通解21例例:雪球融化问题雪球融化问题设雪球在融化时体积的变化率与表面积成比设雪球在融化时体积的变化率与表面积成比例，且融化过程中它始终为球体，该雪球在例，且融化过程中它始终为球体，该雪球在开始时的半径为开始时的半径为6 6cm cm，经过经过2 2小时后，其半径缩小时后，其半径缩小为小为3 3cmcm。求雪

4、球的体积随时间变化的关系。求雪球的体积随时间变化的关系。解解:设设t t 时刻雪球的体积为时刻雪球的体积为，表面积为，表面积为 球体与表面积的关系为球体与表面积的关系为 2.2.32.2.3变量可分离方程的应用变量可分离方程的应用22引入新常数引入新常数 再利用题中的条件得再利用题中的条件得分离变量积分得方程得通解为分离变量积分得方程得通解为再利用条件再利用条件 确定出常数确定出常数C C和和r r代入关系式得代入关系式得 t t的取值在的取值在 之间。之间。23游船上的传染病人数游船上的传染病人数.一只游船上有一只游船上有800人人,12小时后有小时后有3人发病人发病.故感染者不能被及时隔离

5、故感染者不能被及时隔离.设传染病的传播速度与受感染的人数及设传染病的传播速度与受感染的人数及未受感染的人数之积成正比未受感染的人数之积成正比.一名游客患了某种传染病一名游客患了某种传染病,由于这种传染病没有早期症状由于这种传染病没有早期症状,直升机将在直升机将在60至至72小时小时将疫苗运到将疫苗运到,试估算疫苗运到时患此传染病的人数试估算疫苗运到时患此传染病的人数.解解 设设y(t)表示发现首例病人后表示发现首例病人后 t 小时的小时的感染人数。感染人数。其中其中k 0为比例常数为比例常数.可分离变量微分方程可分离变量微分方程初始条件初始条件:24两边积分两边积分,通解通解分离变量分离变量25直升机将在直升机将在60至至72小时将疫苗运到小时将疫苗运到,试估算疫苗运到时患此传染病的人数。试估算疫苗运到时患此传染病的人数。26车灯的反射镜面车灯的反射镜面-旋转抛物面旋转抛物面解解27两边积分两边积分28抛物线抛物线29P.50 1（1，4，5，9，15）2（1，3），6作 业30结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！31