第一节 微分方程得基本概念学习目得:理解并掌握微分方程得基本概念,主要包括微分方程得阶,微分方程 得通解、特解及微分方程得初始条件等学习重点:常微分方程得基本概念,常微分方程得通解、特解及初始条件学习难点:微分方程得通解概念得理解学习内容:1、 首先通过几个具体得问题来给出微分方程得基本概念
(1)一条曲线通过点(1,2),且在该曲线上任一点 M(x,y)处得切线得斜率为 2 x,求这条曲线得方程
解 设曲线方程为、由导数得几何意义可知函数满足 (1)同时还满足以下条件:时, (2)ﻩ把(1)式两端积分,得 即 (3)其中 C 就是任意常数
ﻩ把条件(2)代入(3)式,得, 由此解出 C 并代入(3)式,得到所求曲线方程: (4))ﻩ2)列车在平直线路上以 20 得速度行驶;当制动时列车获得加速度、问开始制动后多少时间列车才能停住,以及列车在这段时间里行驶了多少路程
ﻩ解 设列车开始制动后t秒时行驶了s米
根据题意,反映制动阶段列车运动规律得函数满足: (5)此外,还满足条件:时, (6)(5)式两端积分一次得: (7)再积分一次得 (8)其中都就是任意常数
ﻩ把条件“时"与“时”分别代入(7)式与(8)式,得把得值代入(7)及(8)式得 (9) (1 0)在(9)式中令,得到列车从开始制动到完全停止所需得时间:
再把代入(1 0)式,得到列车在制动阶段行驶得路程ﻩ上述两个例子中得关系式(1)与(5)都含有未知函数得导数,它们都就是微分方程
2、 定义 一般地,凡表示未知函数、未知函数得导数与自变量之间得关系到得方程,叫做微分方程
未知函数就是一元函数得方程叫做常微分方程;未知函数就是多元函数得方程,叫做偏微分方程
本章只讨论常微分方程
微分方程中所出现得求知函数得最高阶导数得阶数,叫做微分方程得阶
例如,方程(1)就是一阶微分方程;方程(5)就是二阶微分方程方程