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1、目录 上页 下页 返回 结束 一阶微分方程的 习题课 (一)一、一阶微分方程求解二、解微分方程应用问题解法及应用 第七章 目录 上页 下页 返回 结束 一、一阶微分方程求解1. 一阶标准类型方程求解 关键: 辨别方程类型 , 掌握求解步骤2. 一阶非标准类型方程求解 变量代换法代换因变量代换某组合式三个标准类型可分离变量方程 齐次方程 线性方程 代换自变量目录 上页 下页 返回 结束 例1. 求下列方程的通解提示: (1)故为分离变量方程:通解(2) 这是一个齐次方程 ，令 y = u x ,化为分离变量方程:目录 上页 下页 返回 结束 方程两边同除以 x 即为齐次方程 , 令 y = u
2、x ,化为分 离变量方程.调换自变量与因变量的地位 ,用线性方程通解公式求解 .化为目录 上页 下页 返回 结束 例2. 求下列方程的通解:提示: (1)令 u = x y , 得(2) 将方程改写为(贝努里方程) (分离变量方程)原方程化为目录 上页 下页 返回 结束 令 y = u t(齐次方程)令 t = x 1 , 则可分离变量方程求解化方程为目录 上页 下页 返回 结束 例3.设F(x)f (x) g(x), 其中函数 f (x), g(x) 在(,+)内满足以下条件:(1) 求F(x) 所满足的一阶微分方程 ;(2003考研) (2) 求出F(x) 的表达式 .解: (1) 所以F
3、(x) 满足的一阶线性非齐次微分方程:目录 上页 下页 返回 结束 (2) 由一阶线性微分方程解的公式得于是 目录 上页 下页 返回 结束 练习题:(题3只考虑方法及步骤) P353 题2 求以为通解的微分方程.提示:消去 C 得P353 题3 求下列微分方程的通解:提示: 令 u = x y , 化成可分离变量方程 :提示: 这是一阶线性方程 , 其中P353 题1，2，3 (1), (2), (3), (4), (6), (9), (10)目录 上页 下页 返回 结束 提示: 可化为关于 x 的一阶线性方程提示: 为贝努里方程 , 令提示: 可化为贝努里方程令公式 提示: 为可降阶方程 ,
4、 令目录 上页 下页 返回 结束 原方程化为 , 即则故原方程通解提示: 令目录 上页 下页 返回 结束 例4. 设河边点 O 的正对岸为点 A , 河宽 OA = h, 一鸭子从点 A 游向点二、解微分方程应用问题利用共性建立微分方程 , 利用个性确定定解条件.为平行直线,且鸭子游动方向始终朝着点O ,提示: 如图所示建立坐标系. 设时刻t 鸭子位于点P (x, y) ,设鸭子(在静水中)的游速大小为b求鸭子游动的轨迹方程 . O ,水流速度大小为 a ,两岸 则关键问题是正确建立数学模型, 要点:则鸭子游速 b 为目录 上页 下页 返回 结束 定解条件由此得微分方程即鸭子的实际运动速度为(
5、 自己求解 )( 齐次方程 )目录 上页 下页 返回 结束 思考: 能否根据草图列方程?练习题:P354 题 5 , 6P354 题5 . 已知某曲线经过点( 1 , 1 ),轴上的截距等于切点的横坐标 , 求它的方程 .提示: 设曲线上的动点为 M (x,y),令 X = 0, 得截距由题意知微分方程为即定解条件为此点处切线方程为它的切线在纵目录 上页 下页 返回 结束 P354 题6. 已知某车间的容积为的新鲜空气 问每分钟应输入多少才能在 30 分钟后使车间空 的含量不超过 0.06 % ?提示: 设每分钟应输入 t 时刻车间空气中含则在内车间内两端除以 并令与原有空气很快混合均匀后, 以相同的流量排出 )得微分方程( 假定输入的新鲜空气 输入 , 的改变量为 目录 上页 下页 返回 结束 t = 30 时解定解问题因此每分钟应至少输入 250 新鲜空气 .初始条件得 k = ? 目录 上页 下页 返回 结束 作业P304 3 , 7; P310 *4 (2) ; P315 7 (2) , (4) 第六节
