_可降阶的高阶微分方程.PPTVIP

第五节 一、 例1. 例2. 质量为 m 的质点受力F 的作用沿 ox 轴作直线 二、 例3. 求解 例4. 三、 例5. 求解 例6. 解初值问题 内容小结 思考与练习 作业 * 可降阶高阶微分方程 一、 型的微分方程 二、 型的微分方程 三、 型的微分方程 第七章 令 因此 即 同理可得 依次通过 n 次积分, 可得含 n 个任意常数的通解 . 型的微分方程 解: 运动, 在开始时刻 随着时间的增大 , 此力 F 均匀地减 直到 t = T 时 F(T) = 0 . 如果开始时质点在原点, 解: 据题意有 t = 0 时 设力 F 仅是时间 t 的函数: F = F (t) . 小, 求质点的运动规律. 初初速度为0, 且 对方程两边积分, 得 利用初始条件 于是 两边再积分得 再利用 故所求质点运动规律为 型的微分方程 设 原方程化为一阶方程 设其通解为 则得 再一次积分, 得原方程的通解 解: 代入方程得 分离变量 积分得 利用 于是有 两端再积分得 利用 因此所求特解为 绳索仅受 重力作用而下垂, 解: 取坐标系如图. 考察最低点 A 到 ( ? : 密度, s :弧长) 弧段重力大小 按静力平衡条件, 有 故有 设有一均匀, 柔软的绳索, 两端固定, 问该绳索的平衡状态是怎样的曲线 ? 任意点M ( x, y ) 弧段的受力情况: A 点受水平张力 H M 点受切向张力T 两式相除得 则得定解问题: 原方程化为 两端积分得 则有 两端积分得 故所求绳索的形状为 型的微分方程 令 故方程化为 设其通解为 即得 分离变量后积分, 得原方程的通解 代入方程得 两端积分得 (一阶线性齐次方程) 故所求通解为 解: 所以 解: 令 代入方程得 积分得 利用初始条件, 根据 积分得 故所求特解为 得 可降阶微分方程的解法 —— 降阶法 逐次积分 令 令 1. 方程 如何代换求解 ? 答: 令 或 一般说, 用前者方便些. 均可. 有时用后者方便 . 例如, 2. 解二阶可降阶微分方程初值问题需注意哪些问题 ? 答: (1) 一般情况 , 边解边定常数计算简便. (2) 遇到开平方时, 要根据题意确定正负号. 例6 * * * *