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8.1.2微分方程的概念_脚本
课程名称高等数学 课程标题8.1.2节——微分方程的概念序号时间画面内容(文字)备注1一、微分方程的概念
1. 微分方程的定义
发现两个式子的共性就是:都是方程,并且都含有未知函数的导数。具有这样性质的方程就是常微分方程。本节课将介绍有关常微分方程的一些相关概念.2含有未知函数的导数或微分的方程叫微分方程.
4
其中,未知函数是一元函数的,叫常微分方程.也是本章的主要内容.
未知函数是多元函数的,叫偏微分方程.
5
比如,下面几个方程,都是常微分方程。
可以看出,微分方程的实质: 联系自变量,未知函数以及未知函数的某些导数(或微分)之间的关系式.
动画形式出现62、微分方程的阶
下面我们介绍一个概念---微分方程的阶.
微分方程中所出现的未知函数的导数(或微分)的最高次数,称为微分方程的阶.7我们观察下面几个微分方程,按照定义,很容易得出他们的阶分别是一阶,一阶,二阶.
大家要特别注意第二个方程,虽然出现了2次方,但未知函数的导数是一阶的,所以是一阶微分方程.按PPT动画形式出现
8我们看下面例1
判定下列式子,哪些是微分方程?若是,指明是几阶微分方程.
是方程,所以更不是微分方程;
不是微分方程,因为不含未知函数的导数或微分;
是1阶微分方程;
是4阶微分方程;
是1阶微分方程.
只要按照定义,我们就很容易判断出微分方程及其阶数.9二、主要问题----求方程的解
1. 微分方程的解
介绍了微分方程后,我们就来研究一下微分方程的解。
微分方程的解就是指使方程成为恒等式的函数.
其解分为通解和特解.
所谓通解就是解中含有任意常数,且独立的任意常数的个数与方程的阶数相同.
所谓特解就是不含任意常数的解.
按照PPT的动画出现10比如引例2中出现的这两个方程,上面的就是通解,下面的不含任??常数的就是特解。
初始条件: 用来确定任意常数的条件.
初值问题: 求微分方程满足初始条件的解的问题.
按照PPT的动画出现11那么我们如何判断某函数是否为给定微分方程的解呢?
对,可以应用检验法 ,也就是将函数
代入给定微分方程,判断等式是否成立.
比如下面的例2
12验证:函数是微分方程的解. 并求满足初始条件的特解.
所求特解为
13下面请同学们动动手,做一个课堂练习题.
判断下列函数是否为所给微分方程的解,是通解还是特解.
142. 解的几何意义
常微分方程解的几何图形(或几何意义)为它的积分曲线.
其中通解的图形:微分方程的积分曲线簇. 如图
15特解的图形:经过已知某点的一条积分曲线.
比如:其中红色的这条曲线.
16三、小结
教师出现下面我们来做个小结:
几天我们学习了有关微分方程的如下概念:微分方程,微分方程的阶,微分方程的通解和特解,初始条件和初值问题,积分曲线。
下一节我们将研究如何求解常见的微分方程.
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