📜  齐次微分方程

📅  最后修改于: 2021-06-24 15:22:34             🧑  作者: Mango

在数学中,微分方程是与一个或多个函数及其导数相关的方程。在本文中,我们将讨论齐次方程,但在转到本主题之前,让我们首先了解齐次函数。

同质函数

x和y中的函数f(x,y)被认为是每个项的阶数为p的齐次函数。例如: f(x,y)=(x 2 + y 2 – xy)是2级的齐次函数,其中p =2。类似地,g(x,y)=(x 3 – 3xy 2 + 3x 2 y + y 3 )是阶数为3的齐次函数,其中p =3。通常,阶数为n的齐次函数ƒ(x,y)可表示为:

齐次微分方程

dy / dx = f(x,y)/ g(x,y)形式的方程,其中f(x,y)和g(x,y)都是简单词中n度的齐次函数,两个函数具有相同的度数,称为齐次微分方程。例如: dy / dx =(x 2 -y 2 )/ xy是齐次微分方程。

求解齐次微分方程

令dy / dx = f(x,y)/ g(x,y)是齐次微分方程。现在将y = vx和dy / dx =(v + x dv / dx)放在给定的方程式中,我们得到

v + x dy / dx = F(v)

=>∫dv/ {F(v)– v} =∫dx/ x

=>∫dv/ {F(v)– v} = log | x | + C

现在,将v替换为(y / x)以获取所需的解决方案。让我们看一些例子。

示例1:求解dy / dx = y 2 – x 2 / 2xy?

解决方案:

示例2:求解(x√(x 2 + y 2 )– y 2 )dx + xy dy = 0?

解决方案:

示例3:求解x dy / dx – y =√(x 2 + y 2 )?

解决方案:

示例4:求解(x cos(y / x))(y dx + x dy)= y sin(y / x)(x dy – y dx)?

解决方案: