數值求解二階非線性方程 10

2025-01-08 10:40:31 字數 4964 閱讀 7929

數值求解二階非線性方程

1樓:網友

不妨設 x'=dx/dy=p

則x''=dp/dy=dp/dx * dx/dy=pdp/dx於是 pdp=-ksinxdx

兩邊積分 p^2=2(kcosx+c) 由p(0)=0 得c=-k令t=|k|

故 p=(|k|-|k|cosx)^(1/2)*(根號2)顯然 當t=k=0時 容易知道 x(y)=x0 當t>0時有 dx/(1-cosx)^(1/2)=根號(2t)dyd(x/2)/sin(x/2)=根號t dyln|tan(x/4)|=y根號t+c

由x(0)=x0

得c=ln|tan(x0/4)|

於是 方程的解為。

y根號|k|+ln|tan(x0/4)/tan(x/4)|=0 (k不為0)

x=x0 (k=0)

演算法我就不會了,等待高手。

2樓:網友

x"+ksinx=0

x'(0)=0;

x(0)=x₀

有字元對映表可以打出下標₁₂₃

二階非線性微分方程怎麼判斷

3樓:帳號已登出

以二階微分方程。

為例(高階的以此類推):經過化簡,可以變形為這種形式的稱為線性微分方程。

p(x)y"+q(x)y'+r(x)y=s(x) (其中,p(x),q(x),r(x),s(x)都是已知的x的函式式)

無論如何怎麼化簡,方程中都帶有y或者y的導數的非一次方的微分方程就是非線性微分方程。

例如y'y=y²,雖然y不是一次方,但是我通過等價變形可以變成y(y'-y)=0,即y=0或者y'-y=0,因為y和y'都是一次方,因此他們是線性微分方程。而他們的係數都是凱灶常數,所以可以稱之為常係數微分方程。

再如(sinx)y'-y=0,因為y'和y的次數都是1(含有x的函式項不算),所以是線性微分方程。而y'的係數是sinx,因此是變係數常微分方程。

再如y'y=1,無論如何化簡(例如把y除過去),都不能變成y'和y次數都是1的形式,因此該方程為非線性微分方程。

再加一句:線性微分方程都有解析解,就是可以寫成函式解析式。

y=f(x)的形式。但是非線性微分方猛祥程就很難說了。一般來說,部分一階非線性微分方程有解析解。但盯知扮是二階或二階以上的非線性微分方程很難有解析解。

如何求二階常係數非齊次線性微分方程的特解?

4樓:98聊教育

二階常係數非齊次線性微分方程的表示式為y''+py'+qy=f(x),其特解y設法分為:

1、如果f(x)=p(x) ,pn (x)為n階多項式。

2、如果f(x)=p(x) e'a x,pn (x)為n階多項式。

二階常係數非齊次線性微分方程常用的幾個:

1、ay''+by'+cy=e^mx

特解 y=c(x)e^mx

2、ay''+by'+cy=a sinx + bcosx

特解 y=msinx+nsinx

3、ay''+by'+cy= mx+n

特解 y=ax

二階常係數線性微分方程是形如y''+py'+qy=f(x)的微分方程,其中p,q是實常數,自由項f(x)為定義在區間i上的連續函式,即y''+py'+qy=0時,稱為二階常係數齊次線性微分方程。

若函式y1和y2之比為常數,稱y1和y2是線性相關的;若函式y1和y2之比不為常數,稱y1和y2是線性無關的,特徵方程為:λ^2+pλ+q=0,然後根據特徵方程根的情況對方程求解。

如何求二階常係數線性方程的通解

5樓:教育小百科達人

較常用的幾個:

1、ay''+by'+cy=e^mx

特解 y=c(x)e^mx

2、ay''+by'+cy=a sinx + bcosx

特解 y=msinx+nsinx

3、ay''+by'+cy= mx+n

特解 y=ax

二階常係數線性微分方程是形如y''+py'+qy=f(x)的微分方程,其中p,q是實常數。自由項f(x)為定義在區間i上的連續函式,即y''+py'+qy=0時,稱為二階常係數齊次線性微分方程。

若函式y1和y2之比為常數,稱y1和y2是線性相關的;若函式y1和y2之比不為常數,稱y1和y2是線性無關的。特徵方程為:λ^2+pλ+q=0,然後根據特徵方程根的情況對方程求解。

求二階常係數線性微分方程通解

6樓:dilraba學長

較常用的幾個:

1、ay''+by'+cy=e^mx

特解 y=c(x)e^mx

2、ay''+by'+cy=a sinx + bcosx

特解 y=msinx+nsinx

3、ay''+by'+cy= mx+n

特解 y=ax

二階常係數線性微分方程是形如y''+py'+qy=f(x)的微分方程,其中p,q是實常數。自由項f(x)為定義在區間i上的連續函式,即y''+py'+qy=0時,稱為二階常係數齊次線性微分方程。

f″(λ2!z″+f′(λ1!z′+f(λ)z=pm(x) ,這裡f(λ)2+pλ+q為方程對應齊次方程的特徵多項式。

公升階法:設y''+p(x)y'+q(x)y=f(x),當f(x)為多項式時,設f(x)=a0x^n+a1x^(n-1)+…a(n-1)x+an,此時,方程兩邊同時對x求導n次,得。

y'''p(x)y''+q(x)y'=a0x^n+a1x^(n-1)+…a(n-1)x+an……

y^(n+1)+py^(n)+qy^(n-1)=a0n!x+a1(n-1)!

y^(n+2)+py^(n+1)+qy^(n)=a0n!

令y^n=a0n!/q(q≠0),此時,y^(n+2)=y^(n+1)=0。由y^(n+1)與y^n通過倒數第二個方程可得y^(n-1),依次公升階,一直推到方程y''+p(x)y'+q(x)y=f(x),可得到方程的乙個特解y(x)。

求解二階非線性微分方程

7樓:

可用冪級數解法,根據初值,設:

y(x)=1+2x+a2x^2+a3x^3+..anx^n+..

則y'(x)=2+2a2x+3a3x^2+..nanx^(n-1)+.

y"(x)=2a2+6a3x+12a4x^2+..n(n-1)anx^(n-2)+.

代入原方程得:

2a2+2)+x(6a3+6+4)+x^2(12a4+6a2+2a2)+.x^n[(n+2)(n+1)a(n+2)+(3n+2)an]=5x

對比係數得:

2a2+2=0, 得:a2=-1

6a3+6+4=5, 得:a3=-5/6

12a4+8a2=0, 得: a4=2/3

n+2)(n+1)a(n+2)+(3n+2)an=0, 得:a(n+2)=-(3n+2)/[(n+2)(n+1)]*an

由此即可得所有係數an.

8樓:網友

如果y『前面沒得x就好了。

如果y『』前面再有個x^2就好了。

下面二階非線性微分方程的特解怎麼設?

9樓:老婆的耳環

(1)y」+3y』+2y=xe^-x 特解 y*=ax+b(這是錯的,最起碼得有個e^-x吧?)(2)y」+3y』+2y=(x2 + 1)e^-x 特解y*=x(ax2+bx+c)e^-x --1、xe^-x前的多項式為x,所以設qm(x)是qm(x)=ax+b,由於-1是特徵方程的單根,所以特解為 y*=x(ax+b)e^(-x) 2、(x2+1)e^-x前的多項式為二次,所以設qm(x)是qm(x)=ax2+bx+c,由於-1是特徵方程的單根,所以特解為y*=x(ax2+bx+c)e^-x 把特解帶入原微分方程,待定係數法求出引數a、b、c。

10樓:風中逐夢的少年

你這是非齊次 線性微分方程,不是非線性微分方程。。。你這基本概念都沒搞清楚。

二階常係數非齊次線性微分方程的特解怎麼確定

11樓:濯名潛陽輝

把等號右邊的f(x)換成0,然後判定左邊的係數判別式p^2-4q與0的大小關係,大於0,小於0,等於0特解形式不同。

12樓:匿名使用者

求微分方程y''+3y'+2y=3xe^(-x)的通解解:先求齊次方程y''+3y'+2y=0的通解:其特徵方程r²+3r+2=(r+1)(r+2)=0的根r₁=-1,r₂=-2;故齊次方程的通解為y=c₁e^(-x)+c₂e^(-2x)設其特解y*=(ax²+bx)e^(-x)y*'=(2ax+b)e^(-x)-(ax²+bx)e^(-x)=[-ax²+(2a-b)x+b]e^(-x)y*''=(-2ax+2a-b)e^(-x)-[ax²+(2a-b)x+b]e^(-x)=[ax²-(4a-b)x+2a-2b]e^(-x)代入原式得:

ax²-(4a-b)x+2a-2b]e^(-x)+3[-ax²+(2a-b)x+b]e^(-x)+2(ax²+bx)e^(-x)=3xe^(-x)化簡得(2ax+2a+b)e^(-x)=3xe^(-x)故2a=3,a=3/2;2a+b=3+b=0,b=-3.故y*=[(3/2)x²-3x]e^(-x)於是通解為y=c₁e^(-x)+c₂e^(-2x)+[3/2)x²-3x]e^(-x)

各位大神,微分方程的一階線性非線性是什麼?二階線性和非線性

13樓:驀然擺渡

階數bai --微分。

方程中未知函式du導數的最高階數為zhi微分方程的階數;

線性 --是指dao微分方程中所含的回未知函式及其導答數都是一次的;

例如:ay''+by'+cy = f(x)未知函式y的導數最高為2階導,所以是二階微分方程。

y''、y'、y 都是一次的(即不含平方、立方、三角函式、對數函式等),因此該方程是二階線性微分方程!

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