齐次一阶微分方程
数学术语
形如y'=f(y/x)的一阶微分方程,称为齐次一阶微分方程。齐次微分方程是一个微分方程,如果它的一个解乘以任意常数后,仍是它的解,则称为齐次微分方程。对一阶线性微分方程来说,右端(即不含未知函数及其导数的项)不为零的方程y′+p(x)y= q(x)称为非齐次方程;与此对应的,右端q(x)=0的方程y′+p(x)y=0,称为对应的齐次方程。此外,当微分方程的左端是以自变数,未知函数作为变元的齐次函数时,也称为齐次方程。
基本介绍
如果对任何都有,则称是x和y的齐次函数,如果取,则。这就是说齐次函数可改写为的形式。
一阶微分方程(其中,为齐次函数)就叫做齐次(一阶微分)方程。或者说,方程
是齐次方程。此外,如果在微分方程的每一项中,因子x和y的幂次的总和都是相等的,则该方程就是齐次方程。
例如
都是齐次方程。事实上,式(2)各项同除x,式(3)各项同除以,则式(2)和(3)可分别化为
另外,方程
也是齐次方程。事实上,方程(4)右端分子和分母同除以x,则得到齐次方程
一般解法
关于齐次方程的一般解法如下:
令所以,代入方程(1),得
即有
方程(2)为可分离变量方程,于是
方程(3)两端积分,得
上述等式可改写为
把代入式(4),则得到方程(1)的隐式通解
例1求方程的通解。
解:方程,令,所以,于是方程变为,即,所以。积分得通解,即。也可以把方程的隐式通解改写为显式通解。事实上,因为,所以。
参考资料
最新修订时间:2024-03-08 18:16
目录
概述
基本介绍
一般解法
参考资料