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摘要:二阶线性微分方程在数学和其相关的领域发挥着重要的作用,它在工程技术、科学领域中被广泛的使用。对于二阶线性微分方程的许多应用类型的问题,我们都可以把它们当作二阶线性常微分的问题来求解。现在,一般使用级数解法来求解变系数微分方程,但是这类解法过程以及运算都是比较复杂的,得到的解也都是以无穷级数解或者是近似解的形式给出的,所以说求解这类方程比较困难,不利于科学研究和分析。
目前求解变系数微分方程在微分方程的理论中比较困难,而其求解这类方程的方法不固定也不成规。但是,我们又很清楚常微分方程是比较容易求解出来的,因此我们设想一下,如果我们可以将变系数微分方程转化为常系数微分方程的话,那么求解的困难岂不是小了很多,这就要求我们探寻用什么样的方法才能使得这种转化成立,这些转化需要的条件又是什么。
本文通过对相关书籍的总结探索,利用一般求解法、常系数化法、以及riccati方程化法等方法得到一些新的求解此类方程通解的方法,然后列举出一些例子来证明这些方法是否可行,从而充分扩充变系数微分方程的多种求解方法。
关键词 一般求解法;常系数变换;riccati方程;通解;二阶变系数微分方程
目录
摘要
Abstract
1 绪论-1
1.1 微分方程的发展与应用-1
1.2 二阶变系数微分方程求解面临的主要问题-1
1.3 本文研究的内容和意义-1
2 二阶变系数微分方程的一般求解法-3
2.1 二阶变系数微分方程的一般求解法-3
2.2 变系数微分方程一般求解法的应用-4
2.3 变系数微分方程一般求解法的步骤-5
3 二阶变系数微分方程的常系数化法-6
3.1 线性微分方程的自变量变换法化常系数-6
3.2 通过未知函数的齐次线性变换化常系数-7
3.3 通过未知函数和自变量的联合变换化常系数-9
3.4 二阶变系数微分方程常数化方法的一般步骤-10
4 二阶变系数微分方程化riccati方程求解法-11
4.1 相关引理-11
4.2 引理的应用-11
4.2.1 如果方程的系数满足-11
4.2.2 如果方程的系数满足-12
4.2.3 如果方程的系数满足-13
4.3 方法总结-14
结论-16
致谢-17
参考文献-18