一阶微分方程

一阶微分方程 最终都使用 这个公式求解

可分离变量型

有理函数的积分 裂项积分偏多

齐次微分方程

处理流程

由 齐次方程 可以明显看出 实际可以替换为关于 的新变量


头重脚轻一定要换位

例子

非齐次公式求解

齐次 等价于 关于 y 和 y 的各阶导的次数一致

(也称为 齐零次)

某一年考察的 周期函数 推导,

但是很多人把 一阶微分方程求解公式 中的 变量代表都搞混了

主要还是推导的问题,最好把记忆点放到推导的过程,这样两边积分上下限也能看清

一阶微分方程 如果 因为 绝对值 分出了两个 独立变量(不允许)

必须化简成只包含一个 独立变量的 单个式子

变换身份

类比齐次微分方程的 头重脚轻,

如果 一阶微分方程 不能用常规方法(分离、齐次、公式、伯努利)解决

尝试 改变 的身份(再然后就没方法了)

二阶微分方程

可降阶微分方程

型:y″ = f (x)

型:y″ = f (x, y’)


实际例子

型:y″ = f (y, y’)

Hint

构造 的微分方程时,可以把 看成潜伏在 下面的底层变量(没有调用)

得到关于 的微分方程后,再将自变量看作 , 就可以解

最好将 写成 ,便于理解

下面链式图中的 实际上有问题,因为不一定能保证 能互相映射


实际例子

不可降阶微分方程

理论理解

齐次线性微分方程

黑箱理论

非齐次线性微分方程

黑箱理论

计算通解

齐次类



猜测的 ,也可写成级数形式 漏解概率更小

工程解析



真题举例

此类题目需要 总揽全局 居高临下 的 分析

非齐次类

推荐使用 微分算子法 混合 待定系数法,大大简化计算过程

类型一

正向求解

反向求解

两种方法

  1. 硬带入

  1. 推测解的结构
类型二

正向求解

同类型一,根据 外界激励方程,判别 的结构

反向求解

外界激励 判定式子

变量代换(解方程)

消自变量

不涉及

识别特征: 令

消因变量


消 因变量 与 自变量

高于二阶的微分方程



根据特征根可以快速得到微分方程 (反之一样)

微分方程的应用

  1. 切点用

  2. 切线、割线 方程用

  3. 列方程时 切点 不动(包括积分,三角)

  4. 解方程时 看作动点 (形成一个 沿曲线滑动轨迹 都 恒等 的问题)


例二的计算眩晕效果很强,注意识别被积函数的变量