常微分学习心得

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常微分学习心得

常微分方程是研究自然现象，物理工程和工程技术的强有力工具，熟练掌握常微分方程的一些基本解法是学习常微分方程的主要任务，凡包含自变量，未知函数和未知函数的导数的方程叫做微分方程。满足微分方程的函数叫做微分方程的解，含有独立的任意常数的解称为微分方程的通解。确定通解中任意常数后所得的解称为该方程的特解。

例如：求解方程dy dx =y x +tan y x

解：令μ=y x ，及dy dx =x ｄμｄｘ

+μ代入，则原方程变为 x ｄμｄｘ +μ=μ+tan μ，即ｄμｄｘ

=tan μx 将上式变量分离即有cot μd μ=dx x ，

两边积分得㏑｜sin μ｜=㏑｜x ｜+c 这里c 为任意常数

整理后得：sin μ=±e c ，令±e c =c 得到sin μ=c x

此外，方程还有解tan μ=0，sin μ=0.

如果在sin μ=c x 中允许c=0，则sin μ=0也就包括在sin μ=c x

中，这就是方程ｄμｄｘ

=tan μx 的通解为sin μ=c x 代回原方程得通解sin y x =c x 。

一阶微分方程的初等解法中把微分方程的求解问题化为了积分问题，这类初等解法是，与我们生活中的实际问题密切相关的值得我们好好探讨。

在高阶微分方程中我们学习的线性微分方程，作为研究线性微分方程的基础，它在物理力学和工程技术，自然科学中时存在广泛运用的，对于一般的线性微分方程，我们又学习了常系数线性微分变量的方程，其中涉及到复值与复值函数问题，相对来说是比较复杂难懂的。

至于后面的非线性微分方程，其中包含的稳定性，定性基本理论和分支，混沌问题及哈密顿方程，非线性方程绝大部分的不可解不可积现象导致了我们只能通过从方程的结构来判断其解的性态问题，在这一章节中，出现的许多概念和方法是我们从未涉及的，章节与章节中环环相扣，步步深入，由简单到复杂，其难易程度可见一斑。

由此，常微分方程整体就是由求通解引出以后的知识点，以求解为基础不断拓展，我们所要学习的就是基础题解技巧，培养自己机制与灵活性，多反面思考问题的能力，敏锐的判断力也是不可缺少的。、

常微分方程知识点总结

常微分方程知识点总结常微分方程知识点你学得怎么样呢？下面是的常微分方程知识点总结，欢迎大家阅读！微分方程的概念方程对于学过中学数学的人来说是比较熟悉的；在初等数学中就有各种各样的方程，比如线性方程、二次方程、高次方程、指数方程、对数方程、三角方程和方程组等等。这些方程都是要把研究的问题中的已知数和数之间的关系找出来，列出包含一个数或几个数的一个或者多个方程式，然后取求方程的解。但是在实际工作中，常常出现一些特点和以上方程完全不同的问题。比如：物质在一定条件下的运动变化，要寻求它的运动、变化的规律；某个物体在重力作用下自由下落，要寻求下落距离随时间变化的规律；火箭在发动机推动下在空间飞行，要寻求它飞行的轨道，等等。物质运动和它的变化规律在数学上是用函数关系来描述的，因此，这类问题就是要去寻求满足某些条件的一个或者几个函数。也就是说，凡是这类问题都不是简单地去求一个或者几个固定不变的数值，而是要求一个或者几个的函数。解这类问题的基本思想和初等数学解方程的基本思想很相似，也是要把研究的问题中已知函数和函数之间的关系找出来，从列出的包含函数的一个或几个方程中去求得函数的表达式。但是无论在方程

的形式、求解的具体方法、求出解的性质等方面，都和初等数学中的解方程有许多不同的地方。在数学上，解这类方程，要用到微分和导数的知识。因此，凡是表示函数的导数以及自变量之间的关系的方程，就叫做微分方程。微分方程差不多是和微积分同时先后产生的，苏格兰数学家耐普尔创立对数的时候，就讨论过微分方程的近似解。牛顿在建立微积分的同时，对简单的微分方程用级数来求解。后来瑞士数学家雅各布?贝努利、欧拉、法国数学家克雷洛、达朗贝尔、拉格朗日等人又不断地研究和丰富了微分方程的理论。常微分方程的形成与发展是和力学、天文学、物理学，以及其他科学技术的发展密切相关的。数学的其他分支的新发展，如复变函数、李群、组合拓扑学等，都对常微分方程的发展产生了深刻的影响，当前计算机的发展更是为常微分方程的应用及理论研究提供了非常有力的工具。牛顿研究天体力学和机械力学的时候，利用了微分方程这个工具，从理论上得到了行星运动规律。后来，法国天文学家勒维烈和英国天文学家亚当斯使用微分方程各自计算出那时尚未发现的海王星的位置。这些都使数学家更加深信微分方程在认识自然、改造自然方面的巨大力量。微分方程的理论逐步完善的时候，利用它就可以精确地表述事物变化所遵循的基本规律，只要列出相应的微分方程，有了解方程的方法。微分方程也就成了最有生命力的数学分支。

常微分方程知识点

第一章绪论什么是线性微分方程：形如)()()()(y 1)1(1)(x f y x a y x a y x a n n n n =+'+++-- 的微分方程，即y 及y 的各阶导数都是一次有理整式，即不含y 及y 的各阶导数的乘积的微分方程叫：线性微分方程。第二章一阶微分方程的初等解法 § 2.1 变量分离方程 1、形式：)()(y x f dx dy ?= 做题步骤：① 0)(≠y ? 可将方程改写为： dx x f y dy )()(=?，这样对两边积分：??+=c dx x f y dy )()(?，得出方程的通解，但c 要保证积分式有意义 ② 0)(=y ?时，求出0y y = 也是方程的解 2、y x P dx dy )(=得dx x P ce y ?=)( (2.4) 而0=y 也是方程的解，而若(2.4)允许c=0，则y=0也在(2.4)中，故(2.4)是原方程的通解，其中c=0。 3、齐次方程： )(x y g dx dy = (2.5) 做变量变换x y u =，即ux y =，则u dx du x dx dy +=，整理后为：x u u g dx du -=)(，即为变量分离方程。同时要注意：将一个方程转化为齐次方程求解时，两个方程是否同解（c 的范围是否相同） 4、2 22111c y b x a c y b x a dx dy ++++= (2.13) 做题步骤：① k c c b b a a ===212121（常数），通解：c kx y += (c 为任意常数) ② 2 12121c c k b b a a ≠==，令y b x a u 22+=，有212222c u c ku b a dx dy b a dx du ++++=+=，为变量分离方程 ③ 2 121b b a a ≠，如果没有常数21c c 、，则很容易变成齐次方程做，（体会：）让分子分母都为零，则为两条曲线???=++=++00222 111c y b x a c y b x a (2.14)，两条曲线相交的交点为),(βα，而没有那两个常数时方程为都过原点的形式，因此过原点的这两直线可视为原坐标系平移后原直线在新坐标系下的坐标，令???-=-=β αy Y x X ，(2.14) 变为 ???=+=+0022 11Y b X a Y b X a ，从而 (2.13) 变为)(2211X Y g Y b X a Y b X a dX dY =++=，

常微分方程复习提纲

常微分方程复习与考试提纲一、复习与分值结构总体分三块，解方程部分，包括第2，4，5章，这部分内容分值在60分左右；理论部分，就是，主要是第三章，第四章，第五章等的解的存在唯一性定理以及解的结构定理20分左右；应用部分20分左右；其次从试题难度上看70左右的基础题、常规题，20分左右的，具有一定灵活性的问题，10左右难题。二、知识点解析（一）解方程部分分一阶、高阶与方程组三部分 1、一阶微分方程：解方程的三个思想：可分离变量类型，全微分（恰当）微分方程，参数方程法（1）可分离变量类型及其可化为可分离变量类型的方程的类型，这部分习题主要集中在P42-43，P49-50； a ．齐次方程 ()y y x ?'=，令 y x μ=即可； b ．111222a x b y c y f a x b y c ??++'= ?++?? ； c ．一些简单的组合变换，如P43，2（1），（2），（5）等； d ．一阶线性微分方程及其通解公式（含伯努利方程，黎卡提方程），见P44-45，其主要思想是常数变异法，其实质是变量分离；特别提示一阶线性微分方程是目前解决的最为彻底的一类方程，应该好好掌握。（2）全微分（恰当）微分方程及其可化为全微分微分方程的类型，这部分习题主要集中在P60-61； a ．全微分（恰当）微分方程的定义及其判定的充要条件； b ．要求熟记的一些简单二元函数的全微分，见P54及课堂提供； c ．(,)(,)0M x y dx N x y dy +=分别具有形为()x μ、()y μ、()x y μ+和()x y μ- 的充要条件及其推导，见P52； d ．方程变换前的积分因子与方程变换前的积分因子之间的关系，P61，5我给大家提供的第二种解法等；

(完整版)常微分方程的大致知识点

= + ?x = + ?x = + ?x 常微分方程的大致知识点（一）初等积分法 1、线素场与等倾线 2、可分离变量方程 3、齐次方程（一般含有 x 或 y 的项） y x 4、一阶线性非齐次方程常数变易法，或 y = e ? a ( x )dx [? b (x )e -? a ( x )dx dx + C ] 5、伯努力方程令 z = y 1-n ，则 dz = (1 - n ) y -n dy ，可将伯努力方程化成一阶线性非齐次或一阶线性齐次 dx 6、全微分方程若?M ?y 若 ?M ?y dx = ?N ，则u (x , y ) = C ，（留意书上公式） ?x ≠ ?N ，则找积分因子，（留意书上公式） ?x f (x f ( y , （二）毕卡序列 x y 1 y 0 0 x f (x , y 0 )dx ， y 2 y 0 0 x f (x , y 1 )dx ， y 3 y 0 0 f (x , y 2 )dx ，其余类推（三）常系数方程 1、常系数齐次L (D ) y = 0 方法：特征方程 7、可降阶的二阶微分方程 d 2 y = , dy ) ，令 dy = d 2 y p ,则 = dy dx 2 d 2 y = dx dy ) ，令 dx dy = p ,则 dx 2 d 2 y dx = p dp dx 2 dx dx dx 2 dy 8、正交轨线族

? ? dy 单的实根, ， y = C e 1x + C e 2 x 1 2 1 2 单的复根1, 2 = ± i ， y = e x (C cos x + C 2 sin x ) 重的实根 = = ， y = (C + C x )e x 1 2 1 2 重的复根1, 2 = ± i ，3, 4 = ± i ， y = e x [(C + C 2 x ) c os x + (C 3 + C 4 x ) sin x ] 2、常系数非齐次L (D ) y = 方法：三部曲。 f (x ) 第一步求L (D ) y = 0 的通解Y 第二步求L (D ) y = f (x ) 的特解 y * 第三步求L (D ) y = f (x ) 的通解 y = Y + y * 如何求 y * ？当 f (x ) = P m (x )e x 时， y * = x k Q (x )e x 当 f (x ) = P m (x )e ux cos vx + Q (x )e ux sin vx 时， y * = x k e ux (R (x ) cos vx + S m (x ) sin vx ) 当 f (x ) 是一般形式时， y * = ? x W (x ,) f ()d ，其中 W(.)是郎斯基行列式 x 0 W () （四）常系数方程组方法：三部曲。第一步求 dX dt = A (t ) X 的通解， Φ(t )C 。利用特征方程 A - I = 0 ，并分情况讨论。第二步求 dX dt 第三步求 dX dt = A (t ) X + f (t ) 的特解， Φ(t )?Φ-1 (s ) f (s )ds ，（定积分与不定积分等价） = A (t ) X + f (t ) 的通解， Φ(t )C + Φ(t )?Φ-1 (s ) f (s )ds （五）奇点与极限环 ? dx = ax + b y dt ? ? = cx + dy 1、分析方程组? dt 的奇点的性质，用特征方程： A - I = 0 特征方程的根有 3 种情况：相异实根、相异复根、相同实根。第一种情况：相异实根，1 ≠ 2 1 1 m m m

常微分方程的大致知识点

常微分方程的大致知识点Last revision on 21 December 2020

常微分方程的大致知识点（一）初等积分法 1、线素场与等倾线 2、可分离变量方程 3、齐次方程（一般含有x y y x 或的项） 4、一阶线性非齐次方程常数变易法，或])([)()(?+??=-C dx e x b e y dx x a dx x a 5、伯努力方程令n y z -=1，则dx dy y n dx dz n --=)1(，可将伯努力方程化成一阶线性非齐次或一阶线性齐次 6、全微分方程若x N y M ??=??，则C y x u =),(，（留意书上公式）若 x N y M ??≠??，则找积分因子，（留意书上公式） 7、可降阶的二阶微分方程 ),(22dx dy x f dx y d =，令dx dy dx y d p dx dy ==22,则 ),(22dx dy y f dx y d =，令dy dp p dx y d p dx dy ==22,则 8、正交轨线族（二）毕卡序列 ?+=x x dx y x f y y 0),(001，?+=x x dx y x f y y 0),(102，?+=x x dx y x f y y 0),(203，其余类推（三）常系数方程 1、常系数齐次0)(=y D L 方法：特征方程单的实根21,λλ，x x e C e C y 2121λλ+= 单的复根i βαλ±=2,1，)sin cos (21x C x C e y x ββα+= 重的实根λλλ==21，x e x C C y λ)(21+= 重的复根i βαλ±=2,1，i βαλ±=4,3，]sin )(cos )[(4321x x C C x x C C e y x ββα+++=

高数(下)要点(含微分方程)——自己整理的

第六章微分方程一、一阶微分方程 1、一阶线性方程 )()(x Q y x P dx dy =+ ])([)()(C dx e x Q e y dx x P dx x P +?? =?-通解 2、伯努利方程 )1,0()()(d d ≠=+n y x Q y x P x y n ).()(d d 1111x Q y x P x y n n n =+?---令.1n y z -= 二、可降阶的高阶方程 1．)()(x f y n = n 次积分 2． )',("y x f y = 不显含y 令)('x p y =，化为一阶方程 ),('p x f p =。 3． )',("y y f y = 不显含自变量令)('y p y =，dy dp p dx y d =22，化为一阶方程。三、线性微分方程 )()()()(1)1(1)(x f y x a y x a y x a y n n n n =+'+++-- ， 0)(≡x f 时称为齐次的，0)(≡/x f 称为非齐次的。 1．二阶线性齐次线性方程 0)()(=+'+''y x Q y x P y （1）如果函数)(1x y 与)(2x y 是方程(1)的两个解，则 )()(2211x y C x y C y += 也是(1)的解,其中21,C C 是任意常数。如果)(1x y 与)(2x y 是方程(1)的两个线性无关的特解, 则 )()(2211x y C x y C y += (21,C C 是任意常数)是(1)的通解. 两个函数)(1x y 与)(2x y 线性无关的充要条件为

C x y x y ≡/) () (21（常数） 2．二阶线性非齐次线性方程设 )(*x y 是二阶线性非齐次线性方程 )()()(x f y x Q y x P y =+'+'' 的一个特解,)(x Y 是它对应的齐次方程(1)的通解,则 )()(*x y x Y y += 是该方程的通解. 设)(* 1x y 与 )(*2x y 分别是二阶线性非齐次方程 )()()(1x f y x Q y x P y =+'+'' 与 )()()(2x f y x Q y x P y =+'+'' 的两个特解。则+ )(* 1x y )(* 2x y 是 )()()()(21x f x f y x Q y x P y +=+'+'' 的特解。（叠加原理） 3.二阶线性常系数齐次方程 0'"=++qy py y 特征方程02 =++q pr r ，特征根 ,r r 4．二阶线性常系数非齐次方程 i) 如果 x m e x P x f λ)()(=, 则二阶线性常系数非齐次方程具有形如 x m k e x Q x y λ)(*= 的特解。其中，)(x P m 是 m 次多项式, )(x Q m 也是系数待定的m 次多项式； 2,1,0=k 依照λ为特征根的重数而取值. i) 如果 []x x P x x P e x f n l x ωωλsin )(cos )()(+=, 则二阶线性常系数非齐次方程的特解可设为 [] x x R x x R e x y m m x k ωωλsin )(cos )() 2()1(*+=

常微分方程期末复习提要(1)

常微分方程期末复习提要中央电大顾静相常微分方程是广播电视大学本科开放教育数学与应用数学专业的统设必修课程．本课程的主要任务是要使学生掌握常微分方程的基本理论和方法，增强运用数学手段解决实际问题的能力．本课程计划学时为54，3学分，主要讲授初等积分法、基本定理、线性微分方程组、线性微分方程、定性理论简介等内容。本课程的文字教材是由潘家齐教授主编、中央电大出版社出版的主辅合一型教材《常微分方程》．现已编制了28学时的IP 课件供学生在网上学习．一、复习要求和重点第一章初等积分法 1．了解常微分方程、常微分方程的解的概念，掌握常微分方程类型的判别方法．常微分方程与解的基本概念主要有：常微分方程，方程的阶，线性方程与非线性方程，解，通解，特解，初值问题。 2．了解变量分离方程的类型，熟练掌握变量分离方程解法．（1）显式变量可分离方程为： )()(d d y g x f x y = ；当0≠g 时，通过积分??+=C x x f y g y d )()(d 求出通解。（2）微分形式变量可分离方程为： y y N x M x y N x M d )()(d )()(2211=；当0)()(21≠x M y N 时，通过积分 ??+=C x x M x M y y N y N d ) ()(d )()(2112求出通解。 3．了解齐次方程的类型，熟练掌握齐次方程（即第一类可化为变量可分离的方程）的解法．第一类可化为变量可分离方程的一阶齐次微分方程为： )(d d x y g x y = ；令x y u =，代入方程得x u u g x u -=)(d d ，当0)(≠-u u g 时，分离变量并积分，得?=-u u g u x C )(d 1e ，即)(e u C x ?=，用x y u =回代，得通解)(e x y C x ?=. 4．了解一阶线性方程的类型，熟练掌握常数变易法，掌握伯努利方程的解法．（1）一阶线性齐次微分方程为： 0)(d d =+y x p x y 通解为：?=-x x p C y d )(e 。（2）一阶线性非齐次微分方程为： )()(d d x f y x p x y =+；用常数变易法可以求出线性非齐次方程的通解：??+?=-]d e )([e d )(d )(x x f C y x x p x x p 。（3）伯努利方程为：)1,0()()(d d ≠=+n y x f y x p x y n ，

常微分方程基本知识点

常微分方程基本知识点第一章绪论 1. 微分方程的概念（常微分与偏微），什么是方程的阶数，线性与非线性，齐次与非齐次，解、特解、部分解和通解的概念及判断！（重要）例：03)(22=-+y dx dy x dx dy （1阶非线性）； x e dx y d y =+22sin 。 2.运用导数的几何意义建立简单的微分方程。（以书后练习题为主）（习题1，2，9题）例：曲线簇cx x y -=3满足的微分方程是：__________. 第二章一阶方程的初等解法 1.变量分离方程的解法（要能通过适当的变化化成变量分离方程）；（重要） 2.齐次方程的解法（变量代换）；（重要） 3.线性非齐次方程的常数变易法； 4.分式线性方程、贝努利方程、恰当方程的概念及判断（要能熟练的判断各种类型的一阶方程）（重要）；例题：(1).经变换_____y c u os =___________后，方程1cos sin '+=+x y y y 可化为___线性_____方程； (2).经变换_____y x u 32-=____________后，方程1 )32(1 '2+-=y x y 可化为____变量分离__方程； (3).方程0)1(222=+-dy e dx ye x x x 为：线性方程。

(4).方程221 'y x y -=为：线性方程。 5.积分因子的概念，会判断某个函数是不是方程的积分因子； 6.恰当方程的解法（分项组合方法）。（重要）第三章一阶方程的存在唯一性定理 1.存在唯一性定理的内容要熟记，并能准确确定其中的h ； 2.会构造皮卡逐步逼近函数序列来求第k 次近似解！（参见书上例题和习题 3.1的1，2，3题）第四章高阶微分方程 1.n 阶线性齐次（非齐次）微分方程的概念，解的概念，基本解组，解的线性相关与线性无关，齐次与非齐次方程解的性质； 2.n 阶线性方程解的Wronskey 行列式与解的线性相关与线性无关的关系； 3.n 阶线性齐次（非齐次）微分方程的通解结构定理！！（重要） 4.n 阶线性非齐次微分方程的常数变易法（了解）； 5.n 阶常系数线性齐次与非齐次微分方程的解法（Eurler 待定指数函数法确定基本解组），特解的确定（比较系数法、复数法）；（重要）例题：t te x x 24=-''，确定特解类型？（习题4.2相关题目） 6.2阶线性方程已知一个特解的解法（作线性齐次变换）。（重要） 7.其他如Euler 方程、高阶方程降阶、拉普拉斯变换法等了解。

《常微分方程》知识点

《常微分方程》复习资料 1．（变量分离方程）形如 ()()dy f x y dx ?=（1.1）的方程，称为变量分离方程，这里(),()f x y ?分别是,x y 的连续函数．解法：（1）分离变量，当()0y ?≠时，将（1.1）写成 ()() dy f x dx y ?=，这样变量就“分离”了；（2）两边积分得 ()()dy f x dx c y ?=??+（1.2），由（1.2）所确定的函数(,)y x c ?=就为（1.1）的解．注：若存在0y ，使0()0y ?=，则0y y =也是（1.1）的解，可能它不包含在方程（1.2）的通解中，必须予以补上． 2．（齐次方程）形如 (dy y g dx x =的方程称为齐次方程，这里是u 的连续函数． ()g u 解法：（1）作变量代换（引入新变量）y u x =，方程化为()du g u u dx x -=，（这里由于dy du x u dx dx =+）；（2）解以上的分离变量方程；（3）变量还原． 3．（一阶线性微分方程与常数变异法）一阶线性微分方程() ()()0dy a x b x y c x dx ++=在的区间上可写成()0a x ≠()()dy P x y Q x dx =+（3.1），这里假设在考虑的区间上是(),()P x Q x x 的连续函数．若，则（3.1）变为()0Q x =()dy P x y dx =（3.2），（3.2）称为一阶齐次线性方程．若()0Q x ≠，则（3.1）称为一阶非齐次线性方程．解法：（1）解对应的齐次方程()dy P x y dx =，得对应齐次方程解()p x y ce dx ?=，为任意常数； c （2）常数变异法求解（将常数变为c x 的待定函数，使它为（3.1）的解）：令为（3.1）的解，则 ()c x ()()p x dx y c x e ?=()()()()()p ??p x dx p x dy dc x e c x x e dx dx =+dx ，代入（3.1）得()() ()p x dx dc dx x Q x e -?=)，积分得； ()p x dx c ?=+ ()()c x Q x e -?（3）故（3.1）的通解为()()(()p x dx p x dx y e Q x e dx -??c =+? ． 4．（伯努利方程）形如 ()()n dy P x y Q x y dx =+的方程，称为伯努利方程，这里为(),()P x Q x x 的连续函数．解法：（1）引入变量变换，方程变为1n z y -=(1)()(1)()dz n P x z n Q x dx =-+-；（2）求以上线性方程的通解；（3）变量还原． 5．（可解出的方程）形如y (,)dy y f x dx =(5.1)的方程，这里假设(,)f x y '有连续的偏导数．解法：（1）引进参数dy p dx = ，则方程（5.1）变为(,)y f x p =（5.2）；（2）将（5.2）两边对x 求导，并以dy p dx =代入，得f f p p x p x ???=+???（5.3），这是关于变量,x p 的一阶微分方程；（3）（i ）若求得（5.3）的通解形式为(,)p x c ?=，将它代入（5.2），即得原方程（5.1）的通解(,(,))y f x x c ?=，为任意常数； c

常微分方程重点

常微分方程重点第一章初等积分法 1、什么是微分方程：联系自变量，未知函数以及它们导数的关系式。。 2、微分方程的分类''(,)f x y ?=????显式方程：y 隐式方程：F(x,y,y ）=0 。 3、解的分类1212,,...(,,,...)n n n n C C y x C C ???=??? 通解：阶常微分方程的含有个任意常数C 的解使C 。特解：给通解中的任意常数以定值所得到的解。 4、初值问题：00 (,)()dy f x y dx y x y ?=???=?(也叫柯西问题) 例1：求下列方程满足所给初始条件的解： 2'2(1)20(0)1 x y xy y ?-+=?=? 5、变量可分离方程：()*(),()()()()0 dy f x y dx M x N y dx P x Q y dy ??=???+=?或例2：求解方程 (1)dy dx = (2)22(1)(1)0x y dx y x dy -+-= 6、齐次方程：()dy y f dx x = (类似于11111****()()****dy a x b y c d a b f f dx a x b y c d a b ηξηξξη+++=?=+++) （变量代换）例3：求解1-3 dy x y dx x y -+=+ 7、一阶线性微分方程：()*()dy p x y q x dx =+（采用常数变易法） ()()()()0, y=c*e ()0, y=(()*)*e p x dx p x dx p x dx q x q x q x e c -??=?????≠+? ? 定积分形式：000()()0(()*)s s x x p d p s ds x x y q s e ds y e ττ-??=+?

常微分方程教材

第九章微分方程一、教学目标及基本要求（1）了解微分方程及其解、通解、初始条件和特解的概念。（2）掌握变量可分离的方程和一阶线性方程的解法，会解齐次方程。（3）会用降阶法解下列方程：),(),,(),()(y y f y y x f y x f y n '='''=''=。（4）理解二阶线性微分方程解的性质以及解的结构定理。（5）掌握二阶常系数齐次线性微分方程的解法，并会解某些高于二阶的常系数齐次线性微分方程。（6）会求自由项多项式、指数函数、正弦函数、余弦函数，以及它们的和与二阶常系数非齐次线性微分方程的特解和通解。（7）会用微分方程解决一些简单的应用问题。二、本章教学内容的重点和难点 1、理解和熟悉微分方程的一些基本概念； 2、掌握一阶和高阶微分方程的各种初等积分法； 3、熟悉线性方程的基础理论，掌握常系数二阶线性齐次与非齐次方程的解法； 4、会列微分方程及其始值问题去解决实际问题。三、本章教学内容的深化和拓宽： 1、分离变量法的理论根据； 2、常用的变量代换； 3、怎样列微分方程解应用题； 4、黎卡提方程； 5、全微分方程的推广； 6、二阶齐次方程； 7、高阶微分方程的补充； 8、求线性齐次方程的另一个线性无关的解； 9、求线性非齐次方程的一个特解； 10、常数变易法。本章的思考题和习题解下列方程（第1-6题） 1、2)0(,)1(==+'+y x y y x 2、()[]f dx x f e e x f x x x ,)(02?+=可微 3、212 22sin 22sin 1X e y x y y x ++='?+ 4、0)3(24=+-xydx dy x y 5、21)0(,1)0(,022- ='=='+''y y y x y 6、2y y y x y '-'+'= 7、已知可微函数)(x f 满足 ?-=+x x f f x f x x f dx x f 12)()1(,1)()()(和求； 8、已知)(,,1)(2 1)(10x f f x f da ax f 求可微+= ?； 9、求与曲线族C y x =+2232相交成ο45角的曲线； 10、一容器的容积为100L ，盛满盐水，含10kg 的盐，现以每分钟3L 的速度向容器内注入淡水冲淡盐水，又以同样的速度将盐水抽入原先盛满淡水的同样大小的另一容器内，多余的水便从容器内流出，问经过多少时间，两容器内的含盐量相等？

常微分方程解

第四章常微分方程数值解 [课时安排]6学时 [教学课型]理论课 [教学目的和要求] 了解常微分方程初值问题数值解法的一些基本概念，如单步法和多步法，显式和隐式，方法的阶数，整体截断误差和局部截断误差的区别和关系等；掌握一阶常微分方程初值问题的一些常用的数值计算方法，例如欧拉（Euler）方法、改进的欧拉方法、龙贝－库塔（Runge-Kutta）方法、阿达姆斯（Adams）方法等，要注意各方法的特点及有关的理论分析；掌握构造常微分方程数值解的数值积分的构造方法和泰勒展开的构造方法的基本思想，并能具体应用它们导出一些常用的数值计算公式及评估截断误差；熟练掌握龙格－库塔（Ｒ－Ｋ）方法的基本思想，公式的推导，Ｒ－Ｋ公式中系数的确定，特别是能应用“标准四阶Ｒ－Ｋ公式”解题；掌握数值方法的收敛性和稳定性的概念，并能确定给定方法的绝对稳定性区域。 [教学重点与难点] 重点：欧拉方法，改进的欧拉方法，龙贝－库塔方法。难点：R—K方法，预估-校正公式。 [教学内容与过程] 4.1 引言本章讨论常微分方程初值问题 (4.1.1) 的数值解法，这也是科学与工程计算经常遇到的问题，由于只有很特殊的方程能用解析方法求解，而用计算机求解常微分方程的初值问题都要采用数值方法.通常我们假定(4.1.1)中 f(x,y)对y满足Lipschitz条件，即存在常数L＞0，使对，有 (4.1.2) 则初值问题(4.1.1)的解存在唯一. 假定(4.1.1)的精确解为，求它的数值解就是要在区间上的一组离散点上求的近似.通常取，h称为步长，求(4.1.1)的数值解是按节点的顺序逐步

推进求得.首先，要对方程做离散逼近，求出数值解的公式，再研究公式的局部截断误差，计算稳定性以及数值解的收敛性与整体误差等问题. 4.2 简单的单步法及基本概念 4.2.1 Euler法、后退Euler法与梯形法求初值问题(4.1.1)的一种最简单方法是将节点的导数用差商代替，于是(4.1.1)的方程可近似写成 (4.2.1) 从出发，由(4.2.1)求得再将代入(4.2.1)右端，得到的近似，一般写成 (4.2.2) 称为解初值问题的Euler法. Euler法的几何意义如图4-1所示.初值问题(4.1.1)的解曲线y=y(x)过点，从出发，以为斜率作一段直线，与直线交点于，显然有，再从出发，以为斜率作直线推进到上一点，其余类推，这样得到解曲线的一条近似曲线，它就是折线.

《常微分方程》课程大纲

《常微分方程》课程大纲一、课程简介课程名称：常微分方程学时/学分：3/54 先修课程：数学分析，高等代数,空间解析几何，或线性代数（行列式，矩阵与线性方程组，线性空间F n，欧氏空间R n，特征值与矩阵的对角化）, 高等数学（多元微积分，无穷级数）。面向对象：本科二年级或以上学生教学目标：围绕基本概念与基本理论、具体求解和实际应用三条主线开展教学活动，通过该课程的教学，希望学生正确理解常微分方程的基本概念，掌握基本理论和主要方法，具有一定的解题能力和处理相关应用问题的思维方式，如定性分析解的性态和定量近似求解等思想，并希望学生初步了解常微分方程的近代发展，为学习动力系统学科的近代内容和后续课程打下基础。二、教学内容和要求常微分方程的教学内容分为七部分，对不同的内容提出不同的教学要求。(数字表示供参考的相应的学时数，第一个数为课堂教学时数，第二个数为习题课时数) 第一章基本概念（2，0）（一）本章教学目的与要求：要求学生正确掌握微分方程，通解，线性与非线性，积分曲线，线素场（方

向场），定解问题等基本概念。本章教学重点解释常微分方程解的几何意义。（二）教学内容： 1．由实际问题：质点运动即距离与时间关系（牛顿第二运动定律），放射性元素衰变过程，人口总数发展趋势估计等，通过建立数学模型，导出微分方程。 2．基本概念（常微分方程，偏微分方程，阶，线性，非线性，解，定解问题，特解，通解等）。 3．一阶微分方程组的几何定义，线素场（方向场），积分曲线。 4．常微分方程所讨论的基本问题。第二章初等积分法（4，2）（一）本章教学目的与要求：要求学生熟练掌握分离变量法，常数变易法，初等变换法，积分因子法等初等解法。本章教学重点对经典的几类方程介绍基本解法，勾通初等积分法与微积分学基本定理的关系。并通过习题课进行初步解题训练，提高解题技巧。（二）教学内容：１. 恰当方程（积分因子法）; ２. 分离变量法３. 一阶线性微分方程（常数变易法）４. 初等变换法（齐次方程，伯努利方程，黎卡提方程）

常微分方程的大致知识点

常微分方程的大致知识点 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】

常微分方程知识点介绍整理人王浩

专转本专题知识点----------常微分方程若p y ='，则dx dp p y =''；若x y u =，则dx du x u dx dy +=。一阶微分方程及其解法其一般形式为：),(y x F y =' 可分离变量的方程化为形如 g(y)dy=f(x)dx ,即??=dx x f dy y g )()(，得到C x F y G +=)()( 一阶线性微分方程形如)()(x Q y x P dx dy =+，其中)(x Q 为自由项１）若)(x Q ＝０，为一阶线性齐次微分方程，其通解为?=-dx x P Ce y )( ２）若)(x Q ≠０，为一阶线性非齐次微分方程，其通解为?+?=-?dx x P dx x P e C dx e x Q y )()(])([ 可降阶的高阶微分方程的情况有１）)()(x f y n =型的微分方程２）),(y x f y '=''型的微分方程：设p y ='，则p y '='' ３）),(y y f y '=''型的微分方程：设p y ='，则dx dp p y ='' 二阶常系数齐次线性方程的解法一般形式为0=+'+''qy y p y ，形如02=++q pr r 。特征方程的根21,r r 方程0=+'+''qy y p y 的通解两个不相等的实数根21,r r x r x r e C e C y 2121+= 两个相等的实数根r r r ==21 rx rx xe C e C y 21+= 一对共轭虚根i r βα±= )sin cos (21x C x C e y x ββα+= 二阶常系数非齐次线性方程的解法一般形式为：)(x f qy y p y =+'+''，其通解为*y Y y +=，其中Y 是特征方程的通解，而*y 为方程的特解。１．)()(x P e x f m x λ=，其特解可设为*y ＝x m k e x Q x λ)(，?? ???====x x x e Ax y Axe y Ae y k λλλλλλ2***,2,1,,0可设是特征重根，可设是特征单根，可设不是特征根２．）（或者 x x P e x f x x P e x f m x m x ββααsin )()(cos )()(==，其中βα,为实数，)(x P m 为ｍ次多项式

常微分方程的大致知识点

常微分方程的大致知识点（一）初等积分法 1、线素场与等倾线 2、可分离变量方程 ??=?=dx x g dy y h y h x g dx dy )() (1)()( 3、齐次方程（一般含有x y y x 或的项） )(),(),(u g ux x f y x f dx dy === 4、一阶线性非齐次方程 ?+=)()(x b y x a dx dy 常数变易法，或])([)()(?+?? =-C dx e x b e y dx x a dx x a 5、伯努力方程 )()()()(1x b y x a dx dy y y x b y x a dx dy n n n +=?+=-- 令n y z -=1，则dx dy y n dx dz n --=)1(，可将伯努力方程化成一阶线性非齐次或一阶线性齐次 6、全微分方程 0),(),(=+dy y x N dx y x M 若x N y M ??=??，则C y x u =),(，（留意书上公式）若 x N y M ??≠??，则找积分因子，（留意书上公式） 7、可降阶的二阶微分方程 )(2 2x f dx y d = ),(22dx dy x f dx y d =，令dx dy dx y d p dx dy ==22,则 ),(2 2dx dy y f dx y d =，令dy dp p dx y d p dx dy ==22,则 8、正交轨线族

（二）毕卡序列 ?+=x x dx y x f y y 0),(001，?+=x x dx y x f y y 0),(102，?+=x x dx y x f y y 0),(203，其余类推（三）常系数方程 1、常系数齐次0)(=y D L 方法：特征方程单的实根21,λλ，x x e C e C y 2121λλ+= 单的复根i βαλ±=2,1，)sin cos (21x C x C e y x ββα+= 重的实根λλλ==21，x e x C C y λ)(21+= 重的复根i βαλ±=2,1，i βαλ±=4,3，]sin )(cos )[(4321x x C C x x C C e y x ββα+++= 2、常系数非齐次)()(x f y D L = 方法：三部曲。第一步求0)(=y D L 的通解Y 第二步求)()(x f y D L =的特解*y 第三步求)()(x f y D L =的通解*y Y y += 如何求* y ？当x m e x P x f α)()(=时，=*y x m k e x Q x α)( 当vx e x Q vx e x P x f ux m ux m sin )(cos )()(+=时，=*y )sin )(cos )((vx x S vx x R e x m m ux k + 当)(x f 是一般形式时，= *y ξξξξd f W x W x x )()(),(0?，其中W(.)是郎斯基行列式（四）常系数方程组 )()(t f X t A dt dX += 方法：三部曲。第一步求X t A dt dX )(=的通解，C t )(Φ。利用特征方程0=-I A λ，并分情况讨论。

(完整版)常微分方程的大致知识点

常微分方程的大致知识点（一）初等积分法 1、线素场与等倾线 2、可分离变量方程 3、齐次方程（一般含有的项） x y y x 或4、一阶线性非齐次方程常数变易法，或])([)()(?+?? =-C dx e x b e y dx x a dx x a 5、伯努力方程令，则，可将伯努力方程化成一阶线性非齐次或一阶线性齐次n y z -=1dx dy y n dx dz n --=)1(6、全微分方程若，则，（留意书上公式）x N y M ??=??C y x u =),(若，则找积分因子，（留意书上公式）x N y M ??≠??7、可降阶的二阶微分方程，令),(22dx dy x f dx y d =dx dy dx y d p dx dy ==22,则，令),(2 2dx dy y f dx y d =dy dp p dx y d p dx dy ==22,则8、正交轨线族（二）毕卡序列，，，其余类推?+=x x dx y x f y y 0),(001?+=x x dx y x f y y 0),(102?+=x x dx y x f y y 0),(203（三）常系数方程 1、常系数齐次0 )(=y D L 方法：特征方程

单的实根，21,λλx x e C e C y 2 121λλ+=单的复根，i βαλ±=2,1) sin cos (21x C x C e y x ββα+=重的实根，λλλ==21x e x C C y λ)(21+=重的复根，，i βαλ±=2,1i βαλ±=4,3] sin )(cos )[(4321x x C C x x C C e y x ββα+++=2、常系数非齐次) ()(x f y D L =方法：三部曲。第一步求的通解0)(=y D L Y 第二步求的特解)()(x f y D L =* y 第三步求的通解)()(x f y D L =* y Y y +=如何求？ *y 当时，x m e x P x f α)()(==*y x m k e x Q x α)(当时，vx e x Q vx e x P x f ux m ux m sin )(cos )()(+==*y ) sin )(cos )((vx x S vx x R e x m m ux k +当是一般形式时，，其中W(.)是郎斯基行列式)(x f =*y ξξξξd f W x W x x )()(),(0?（四）常系数方程组方法：三部曲。第一步求的通解，。利用特征方程，并分情况讨论。X t A dt dX )(=C t )(Φ0=-I A λ第二步求的特解，，（定积分与不定积分等价）)()(t f X t A dt dX +=?-ΦΦds s f s t )()()(1第三步求的通解，)()(t f X t A dt dX +=?-ΦΦ+Φds s f s t C t )()()()(1（五）奇点与极限环 1、分析方程组的奇点的性质，用特征方程：???????+=+=dy cx dt dy by ax dt dx 0 =-I A λ特征方程的根有3种情况：相异实根、相异复根、相同实根。第一种情况：相异实根，2 1λλ≠