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时间:2019-10-08
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1、15.2一阶微分方程(80)25.2一阶微分方程(80)5.2.1变量可分离的微分方程形如的微分方程成为变量可分离的微分方程.解法分离变量法35.2一阶微分方程(80)例1求解微分方程解分离变量两端积分45.2一阶微分方程(80)通解为解55.2一阶微分方程(80)例3求解微分方程:解两端作不定积分,得所求解为:65.2一阶微分方程(80)解由题设条件衰变规律衰变速度(衰变系数)75.2一阶微分方程(80)解例5某车间体积为12000立方米,开始时空气中含有的,为了降低车间内空气中的含量,用一台风量为每分2000立方米的鼓风机通入
2、含的的新鲜空气,同时以同样的风量将混合均匀的空气排出,问鼓风机开动6分钟后,车间内的百分比降低到多少?设鼓风机开动后分后的含量为在内,的通入量的排出量车间内的改变量为85.2一阶微分方程(80)的通入量的排出量的改变量答:6分钟后,车间内的百分比降低到95.2一阶微分方程(80)分离变量法步骤:1.分离变量;2.两端积分---隐式通解.5.2.5小结与思考题1105.2一阶微分方程(80)思考题求解微分方程115.2一阶微分方程(80)思考题解答为所求解.125.2一阶微分方程(80)课堂练习题135.2一阶微分方程(80)课堂练
3、习题答案145.2一阶微分方程(80)5.2.2齐次微分方程形如的方程称为齐次微分方程.解法作变量代换代入原式,得变量可分离方程155.2一阶微分方程(80)方程的奇解165.2一阶微分方程(80)例6求解微分方程:微分方程的解为解175.2一阶微分方程(80)例7求解微分方程解185.2一阶微分方程(80)微分方程的解为195.2一阶微分方程(80)例8抛物线的光学性质实例:车灯的反射镜面------旋转抛物面解(如图)205.2一阶微分方程(80)所以由夹角正切公式得:215.2一阶微分方程(80)从而得微分方程:225.2一
4、阶微分方程(80)分离变量积分得235.2一阶微分方程(80)平方化简得抛物线245.2一阶微分方程(80)称为可化为齐次方程的微分方程.(其中h和k是待定的常数)解法1、可化为齐次的微分方程形如的微分方程255.2一阶微分方程(80)有唯一一组解.得通解代回上述方法不能用.265.2一阶微分方程(80)可分离变量的微分方程.可分离变量的微分方程.可分离变量.否则275.2一阶微分方程(80)解代入原方程得285.2一阶微分方程(80)分离变量法得得原方程的通解方程变为295.2一阶微分方程(80)2、利用变量代换求解微分方程解代
5、入原方程原方程的通解为305.2一阶微分方程(80)5.2.5小结与思考题2齐次方程齐次方程的解法可化为齐次方程的方程315.2一阶微分方程(80)思考题方程是否为齐次方程?325.2一阶微分方程(80)思考题解答方程两边同时对求导:原方程是齐次方程.335.2一阶微分方程(80)课堂练习题345.2一阶微分方程(80)课堂练习题答案355.2一阶微分方程(80)一阶线性微分方程的标准形式:上方程称为齐次的,上方程称为非齐次的.5.2.3一阶线性微分方程例如线性的;非线性的.365.2一阶微分方程(80)齐次方程的通解为1.线性齐
6、次方程一阶线性微分方程的解法:分离变量并积分:375.2一阶微分方程(80)2.线性非齐次方程讨论:两边积分令385.2一阶微分方程(80)即,常数变易法:把齐次方程通解中的常数易为函数的方法.实质:未知函数的变量代换.作变换非齐次方程通解形式与齐次方程通解相比:395.2一阶微分方程(80)积分得一阶线性非齐次微分方程的通解为:对应齐次方程通解非齐次方程特解405.2一阶微分方程(80)解例11415.2一阶微分方程(80)例12如图所示,平行于轴的动直线被曲线与截下的线段PQ之长数值上等于阴影部分的面积,求曲线.两边求导得解解
7、此微分方程425.2一阶微分方程(80)所求曲线为435.2一阶微分方程(80)伯努利(Bernoulli)方程的标准形式方程为线性微分方程,方程为非线性微分方程.解法:需经过变量代换化为线性微分方程.1、可化为一阶线性的微分方程:伯努利方程445.2一阶微分方程(80)求出通解后,将代入即得代入上式令455.2一阶微分方程(80)解例13465.2一阶微分方程(80)2、用适当的变量代换求解微分方程解1所求通解为475.2一阶微分方程(80)解2所求通解为485.2一阶微分方程(80)解1代入原式分离变量法求解得所求通解为解24
8、95.2一阶微分方程(80)解分离变量法求解得:所求通解为505.2一阶微分方程(80)5.2.5小结与思考题31.一阶线性非齐次方程2.伯努利方程515.2一阶微分方程(80)思考题求微分方程的通解.525.2一阶微分方程(80)思考题解答535
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