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第三节 可降阶的高阶微分方程

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I. y(n)=f(x)y^{(n)} = f(x)

对两边分别进行nn次积分即可得到通解

  • 例1:求解微分方程y=e2xcosxy''' = e^{2x} - \cos x.

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II. y=f(x,y)y'' = f(x, y')

进行变量代换,令y=p(x)y' = p(x),则y=py'' = p',于是原方程变为:

这是一个关于变量xxpp的一阶微分方程

  • 例2:求解微分方程y=2xy1+x2\displaystyle y'' = \frac{2xy'}{1 + x^2}.

    Answer
  • 例3:求解微分方程yyx=x\displaystyle y'' - \frac{y'}{x} = x.

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III. y=f(y,y)y'' = f(y, y')

y=p(y)y' = p(y),则y=dpdx=dpdydydxy'' = \dfrac{\mathrm{d}p}{\mathrm{d}x} = \dfrac{\mathrm{d}p}{\mathrm{d}y} \cdot \dfrac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x},于是有:

这是一个关于变量yypp的一阶微分方程

  • 例4:求解微分方程\displaystyle yy'' - 2y'^2 = 0.

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  • 例5:求解微分方程y=(y)3+y\displaystyle y'' = (y')^3 + y'.

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