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当前位置:电子发烧友网 > 图书频道 > 电子 > 《高等数学》 > 第11章 微分方程

第4节 可降阶的高阶微分方程

11.4 可降阶的高阶微分方程

有三种容易降阶的高阶方程:

11.4.1 型的微分方程

(1)

方程右端只含x,容易看出,只要把作为新的未知函数,那未(1)式就是新的未知函数的一阶微分方程。两边积分,就得到一个n-1阶的微分方程

.

同理可得 .

依此法继续进行,接连积分n次,便得方程(1)的含有n个任意常数的通解。

例 求微分方程的通解

解 对所给方程接连积分三次,得

这就是所求的通解。

11.4.2 型的微分方程

(2)

方程右端不显含未知函数y,如果我们设,那末

而方程就成为.

这是一个关于变量x, p 的一阶微分方程。设其通解为

但是,因此又得到一个一阶微分方程

对它进行积分,便得到方程(2)的通解为

例 求微分方程

满足初始条件

的特解。

解 所给方程是型的。设y’= p,代入方程并分离变量后,有

.

两端积分,得 ,

(),

由条件,得,

所以.

两端再积分,得

又由条件,得 ,

于是所求的特解为.

11.4.3 型的微分方程

(3)

方程中不明显地含自变量x。为了求出它的解,我们令y’= p ,并利用复合函数的求导法则把化为对y的导数,即.

这样,方程(3)就成为

这是一个关于变量y, p 的一阶微分方程。设它的通解为

分离变量并积分,便得方程(3)的通解为

例 求微分方程 的通解。

解 所给方程不明显地含自变量x,设

, 则

代入方程中,得

时,约去p 并分离变量,得

两端积分,得

,或

再分离变量并两端积分,便得方程的通解为

)。