例3.求下述微分方程的通解y'= sin(x-y+l)解:令u= x-y+1,则u'=l-y'1-u'= sin? u故有sec? u du = dx即tanu= x + C解得tan(x-y+l)=x+C(C为任意常数)所求通解:O0000x机动自录上页下页返回结束
例3. 求下述微分方程的通解: 解: 令 u = x − y +1, 则 故有 u u 2 1− = sin 即 解得 tanu = x +C 所求通解 tan(x − y +1) = x +C ( C 为任意常数 ) : 机动 目录 上页 下页 返回 结束
dyex+y的通解练习:求方程dx解法1分离变量e-ydy=e"dx-e-y=ex +C即(e*+C)e'+1=0 (C<0)解法2令u=x+y,则u=l+yu'=l+eu故有r(l+e")-eudu积分du=x+C1+e"1 +e"u-ln(l+eu)= x+C所求通解:ln(1+ex+y)=-C(C为任意常数)oo0x机动目录上页下页返回结束
练习: 解法 1 分离变量 e e C y x − = + − 即 ( + ) +1 = 0 x y e C e ( C < 0 ) 解法 2 令u = x + y, 故有 u u =1+ e 积分 u e x C u − ln (1+ ) = + 所求通解: e y C ( C 为任意常数 ) x y + = − + ln (1 ) u e e e u u u d 1 (1 ) + + − 机动 目录 上页 下页 返回 结束
例4.已知放射性元素铀的衰变速度与当时未衰变原子的含量 M成正比,已知t=0 时铀的含量为 Mo,求在衰变过程中铀含量M(t)随时间t的变化规律dM=-aM(a>0)dt解:根据题意,有(初始条件)M|t=0 = ModM((-a)dt对方程分离变量,然后积分:M M得lnM=- t+lnC, 即 M=Ce-atM利用初始条件,得 C= M故所求铀的变化规律为 M=Moe-at0tOe000x机动目录上页下页返回结束
例4. 子的含量 M 成正比, 求在 衰变过程中铀含量 M(t) 随时间 t 的变化规律. 解: 根据题意, 有 ( 0) d d = − M t M M t=0 = M0 (初始条件) 对方程分离变量, 得 ln M = − t + lnC, 即 t M Ce − = 利用初始条件, 得 C = M0 故所求铀的变化规律为 . 0 t M M e − = M M0 t o 然后积分: 已知 t = 0 时铀的含量为 已知放射性元素铀的衰变速度与当时未衰变原 机动 目录 上页 下页 返回 结束
例5.设降落伞从跳伞塔下落后所受空气阻力与速度成正比,并设降落伞离开跳伞塔时(t=0)速度为0,求降落伞下落速度与时间的函数关系dy解:根据牛顿第二定律列方程mg - kvm二dt初始条件为 t=0 =0dydt对方程分离变量,然后积分:mg - kvmln(mg-kv)==+C得(此处 mg-kv>0)kmt足够大时利用初始条件,得 C =-{ln(mg)mgkTVkmg代入上式后化简,得特解EVkoeo00x机动目录上页下页返回结束
例5. 成正比, 求 解: 根据牛顿第二定律列方程 = t v m d d 初始条件为 v t=0 = 0 对方程分离变量, 然后积分 : 得 (此处 mg − kv 0) 利用初始条件, 得 ln ( ) 1 mg k C = − 代入上式后化简, 得特解 并设降落伞离开跳伞塔时( t = 0 ) 速度为0, (1 ) t m k e k m g v − = − mg − kv 设降落伞从跳伞塔下落后所受空气阻力与速度 降落伞下落速度与时间的函数关系. k mg v t 足够大时 机动 目录 上页 下页 返回 结束
二、齐次方程dy形如p()的方程叫做齐次方程dxxdudy解法:令u=,则yV=uxu+xdxdxxdup(u)代入原方程得u+xdxdudx分离变量:p(u)-uxdu两边积分,得p(u) -ux二代替u,便得原方程的通解积分后再用xO0000?机动目录上页下页返回结束
二、齐次方程 形如 的方程叫做齐次方程 . 令 , x y u = 代入原方程得 ( ) d d u x u u + x = x x u u u d ( ) d = − 两边积分, 得 = − x x u u u d ( ) d 积分后再用 代替 u, 便得原方程的通解. 解法: 分离变量: 机动 目录 上页 下页 返回 结束