第十二章 常系数微分方程组的解法
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微分方程常系数与特解微分方程是数学中一个重要的概念,它描述了函数之间的关系。
其中,常系数微分方程是一类特殊的微分方程,其系数在整个方程中都是常数。
本文将介绍常系数微分方程的基本概念和求解方法,并讨论特解的概念和求解方法。
一、常系数微分方程的概念常系数微分方程是指方程中的系数都是常数的微分方程。
一般形式可以表示为:\[a_ny^{(n)} + a_{n-1}y^{(n-1)} + \dots + a_1y' + a_0y = f(x)\]其中,$y^{(n)}$表示$y$对$x$的$n$阶导数,$a_n, a_{n-1}, \dots , a_1, a_0$都是常数,$f(x)$是已知函数。
二、常系数微分方程的求解对于常系数微分方程,我们可以通过特征方程的方法求解。
首先,我们假设$y=e^{rx}$是方程的一个解,其中$r$是常数。
将$y=e^{rx}$代入微分方程,得到:\[a_nr^n e^{rx} + a_{n-1}r^{n-1} e^{rx} + \dots + a_1 re^{rx} + a_0 e^{rx} = f(x)\]由于$e^{rx}$的指数和系数都是常数,所以可以整理得到:\[(a_nr^n + a_{n-1}r^{n-1} + \dots + a_1 r + a_0) e^{rx} = f(x)\]由于$e^{rx}$是一个非零函数,所以上述方程成立的前提是:\[a_nr^n + a_{n-1}r^{n-1} + \dots + a_1 r + a_0 = 0\]这个方程称为特征方程。
解特征方程可以得到一系列的根$r_1, r_2, \dots, r_n$。
接下来,我们可以将这些根代入$y=e^{rx}$,得到方程的一组基本解,即:\[y_1=e^{r_1 x}, y_2 = e^{r_2 x}, \dots , y_n = e^{r_n x}\]这些基本解是方程的通解的一部分。
广东省佛山市高三毕业班语文综合测试(二)姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、选择题 (共1题;共6分)1. (6分) (2020高三上·芜湖期末) 阅读下面的文字,完成下面小题。
宜兴手工紫砂陶技艺是指分布于江苏省宜兴市丁蜀镇的一种民间传统制陶技艺,迄今已有600年以上的历史。
紫砂陶制作技艺,每件紫砂陶制品都是以特产于宜兴的一种具有特殊团粒结构和双重气孔结构的紫砂泥料为原料,采用百种以上的自制工具,经过的步骤制作完成的。
用这种技艺制作的宜兴紫砂陶成品,大多是以茗壶为代表性物件,其制器物件拥有光器、筋纹器和花器等不同的造型。
紫砂器内外一般均不施釉,以纯天然质地和肌理为美。
作为上品茶具,(),因此紫砂器与中国传统的茶文化相契合,成为茶文化的重要组成部分。
代表性的陶刻是由诗文、金石、书画等艺术与紫砂制作技艺完美结合而成的,符合中华民族传统的审美标准,尤与文人阶层的审美情趣相___________。
但由于紫砂制陶的原料是一种稀缺矿产资源,目前已被过度开发和滥用,加之紫砂制陶精品越来越少,如何这一优秀的民间手工技艺已成为一个亟待解决的课题。
(1)依次填入文中横线上的词语,全都恰当的一项是()A . 独一无二繁冗融合传承B . 独占鳌头繁冗契合继承C . 独占鳌头繁复融合继承D . 独一无二繁复契合传承(2)下列填入文中括号内的语句,衔接最恰当的一项是()A . 有良好的透气性,能使人尽享茶之色香味B . 其良好的透气性能使人尽享茶之色香味C . 其透气性良好,茶之色香味能使人尽享D . 它能使人尽享茶之色香味,透气性良好(3)文中画线的句子有语病,下列修改最恰当的一项是()A . 宜兴紫砂陶用这种技艺制作的成品,大多是以茗壶为代表性物件,其制器物件拥有光器、筋纹器和花器等不同的造型。
B . 用这种技艺制作的宜兴紫砂陶成品,大多是以茗壶为代表性物件,其制器物件拥有光器、筋纹器和花器等不同的造型。
常系数线性微分方程- Introduction微积分学是数学的重要分支之一,常系数线性微分方程是微积分学的一个重要内容。
在工程、物理、化学、经济等学科中,常系数线性微分方程都有着重要的应用价值。
因此,本文将从数学基础、概念定义、解析方法、应用等方面,探讨常系数线性微分方程的相关知识。
- 数学基础为了理解常系数线性微分方程的概念和解析方法,我们需要先了解一些数学基础知识。
微互分学中的微分方程是一类关于未知函数及其导数的方程,它是一个重要的数学工具,用来描述一些自然、社会现象等。
一般来说,微分方程可分为常系数和变系数两类。
常系数是指微分方程中参数系数是常数,变系数是指微分方程中参数系数是函数。
在常系数线性微分方程中,方程的系数都是常数。
- 概念定义在微分方程中,有一个重要的类别称为“线性”。
所谓线性,指的是未知函数及其导数只出现一次,并且系数可以是常数、函数或常数和函数的乘积。
若未知函数y(x)的n阶导数出现在方程中,且系数都是常数,则称其为“n阶常系数线性微分方程”,简称“n阶常微分方程”。
n阶常微分方程的一般形式为:$$y^{(n)}+a_1y^{(n-1)}+a_2y^{(n-2)}+...+a_{n-1}y'+a_ny=f(x)$$其中,$a_1,a_2,...,a_n$均为常数,$f(x)$是已知函数。
- 解析方法n阶常微分方程的解法一般包括“常数变易”法、“齐次线性微分方程”法、“非齐次线性微分方程”法等。
其中,“齐次线性微分方程”法与“非齐次线性微分方程”法最为常用。
1. 齐次线性微分方程法齐次线性微分方程指的是非齐次线性微分方程中的$f(x)=0$。
在这种情况下,我们通常采用以下步骤来解方程:(1)找出$n$次齐次方程的通解$y_h(x)$;(2)设非齐次方程的特解为$y_p(x)$;(3)得出非齐次方程的通解$y(x)=y_h(x)+y_p(x)$。
2. 非齐次线性微分方程法非齐次线性微分方程指的是$f(x)≠0$。