【摘要】:称为一阶线性方程.当Q≡0时,式称为线性齐次方程;当Q不恒等于零时,式称为线性非齐次方程.将质量为m的物体在空气中竖直上抛,初速度为v0,若空气阻力与物体的速度v成正比,比例系数为k,g为重力加速度.v所满足的微分方程及初始条件是( ).解:物体竖直上抛时,所受的外力有两个,一是空气阻力,一是物体的重力.这两个力的方向都与物体运动方向相反.由牛顿第二定律知,应选.
1.5.4 一阶线性方程
称为一阶线性方程.当Q(x)≡0时,式(1.5-4)称为线性齐次方程;当Q(x)不恒等于零时,式(1.5-4)称为线性非齐次方程.
线性齐次方程y'+P(x)y=0是一个变量可分离的方程.经分离变量并积分,得通解
非齐次方程(1.5-4)的通解为
【例1.5-5】求方程(x+1)y'-2y=(x+1)4的通解.
解:利用一阶线性方程的通解公式(1.5-5)来求解,为此,把所给方程写成标准形式
这里,P(x)=-,Q(x)=(x+1)3,
代入公式(1.5-5),得
y=(x+1)2∫(x+1)3(x+1)-2d[] x+C,
【例1.5-6】已知微分方程y'-的一个特解为y*=
,则此微分方程的通解是( ).
解:原方程对应的齐次方程的通解为
根据线性方程解的结构可知原微分方程的通解为
故应选(C).
【例1.5-7】将质量为m的物体在空气中竖直上抛,初速度为v0,若空气阻力与物体的速度v(t)(t是时间)成正比,比例系数为k,g为重力加速度.v(t)所满足的微分方程及初始条件是( ).
解:物体竖直上抛时,所受的外力有两个,一是空气阻力,一是物体的重力.这两个力的方向都与物体运动方向相反.由牛顿第二定律知,应选(C).
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