简单微分方程的求解
考研高数必背微分方程初值问题的求解方法
考研高数必背微分方程初值问题的求解方法微分方程初值问题是高等数学中的重要内容,在考研高数中也是一个必备的知识点。
解决微分方程的初值问题可以帮助我们找到函数的特定解,为后续的计算和分析提供基础。
本文将介绍几种常见的求解微分方程初值问题的方法,帮助考生掌握这一知识点。
方法一:分离变量法分离变量法是求解微分方程中常见的一种方法,适用于一阶常微分方程。
其基本思想是将微分方程中的变量分开后,逐个求解。
下面以一个具体的例子来说明分离变量法的具体步骤。
例题:求解微分方程 dy/dx = x/y, y(0) = 1 的特解。
解答:将变量分离得到 y dy = x dx,然后对方程两边同时积分,得到∫dy/y = ∫xdx。
分别求解这两个积分,得到ln|y| = 1/2*x^2 + C1,再两边取指数得到 |y| = e^(1/2*x^2 + C1)。
利用初值条件 y(0) = 1,得到 C1 = 0,因此特解为 y = e^(1/2*x^2)。
方法二:常系数线性齐次微分方程的求解常系数线性齐次微分方程是一类特殊的微分方程,具有形如dy/dx + Py = 0 的特点。
其中,P表示常系数。
这类微分方程的初值问题可以通过特征方程来求解。
例题:求解微分方程 dy/dx + 2y = 0, y(0) = 1 的特解。
解答:首先根据方程的形式可知,这是一个常系数线性齐次微分方程。
它的特征方程为 r + 2 = 0,解得 r = -2。
由于根为实数且不相等,所以特解可以写为 y = C*e^(-2x),其中C为待定系数。
利用初值条件y(0) = 1,得到 C = 1,因此特解为 y = e^(-2x)。
方法三:二阶线性非齐次微分方程的求解二阶线性非齐次微分方程是一类常见的微分方程,具有形如d^2y/dx^2 + P(x)dy/dx + Q(x)y = f(x) 的特点。
其中,P(x)、Q(x)和f(x)分别表示一阶导数、常数和非齐次项。
微分方程求解公式
学了两三学期的微积分以后就要利用导数来完整地练习解微分方程了。
导数是一种数据相对于另一种的变化速率。
例如,速度随着时间的变化率就是速度关于时间的导数(和斜率相比较一下)。
每天这种变化率都会出现很多次,例如,复利定律中,利息增加的速度和账户金额成比例,用dV(t)/dt=rV(t) 和 V(0)=P 可以表示出来(P就是初始金额),V(t)是时间的函数,表示目前的账户金额数(用以不断评估利息),r是目前利率(dt是极短的时间间隔,dV(t)是无穷小金额,是V(t)在这个时间的变化,他们的商是增加速率)。
虽然信用卡利息通常是每日累积计算,以APR(年度增加率)来表示,这个微分方程还是可以可以解出一个方程,得到连续解V(t)= Pe ^(rt)。
本文将教你如何解决最常见类型的微分方程,尤其是力学和物理方程。
方法1基本方法以Solve Differential Equations Step 1为标题的图片1定义导数。
当变量倾向于0的时候,函数(一般是y)增量和变量(一般是x)增量的比值会取得一个极限值,这就是导数(也称为微分系数,特别在英国)。
或者说在一瞬间,变量的微小变化造成的函数的微小变化。
以速度距离,速度就是距离对时间的瞬时变化。
下面比较一阶导数和二阶导数:一阶导数即原导数的函数。
例如:“速度是距离关于时间的一阶导数。
”二阶导数即函数导数的导数。
例:“加速度是距离对时间的二阶导数。
”以Solve Differential Equations Step 2为标题的图片2不要混淆阶数(最高导数阶数)和次数(导数的最高次数)。
最高导数次数是由最高阶导数的阶数决定的。
导数的最高次数则是导数中的项的最高次数。
比如图一的微分方程是二阶、三次导数。
3了解如何区别通解、完全解和特解。
完整解包含一些任意常数,任意常数的数目和导数的最高阶数相等(要解开n阶微分方程,需要进行n次积分,每次积分都需要加入一项任意常数)。
微分方程的求解技巧
微分方程是数学中重要的一个分支,广泛应用于物理、工程、生物等领域。
求解微分方程是解决实际问题的关键步骤,因此掌握微分方程的求解技巧对于学习和研究具有重要意义。
首先,了解微分方程的类型是解决问题的第一步。
微分方程可以分为常微分方程和偏微分方程两类。
常微分方程中,若方程中只含有未知函数的一阶导数,则为一阶常微分方程;若方程中含有未知函数的二阶导数,则为二阶常微分方程;以此类推,一般地,若方程中含有未知函数的n阶导数,则为n阶常微分方程。
而偏微分方程中,未知函数的导数是多个变量的函数,如偏导数的形式出现在方程中,因此称为偏微分方程。
对于一阶常微分方程,可以通过分离变量的方法进行求解。
步骤如下:首先将变量分离,将未知函数的导数项移到方程的一边,未知函数的项移到方程的另一边;然后对两边同取积分,得到两边的原函数;最后,解出未知函数即可。
这种方法简单直观,适用于许多类型的一阶常微分方程。
当遇到二阶及以上的常微分方程时,可以考虑使用特解方法。
特解方法是通过猜测特殊形式的解,然后代入方程中,找到满足方程的特解。
对于二阶常微分方程,可以通过猜测特解为指数函数、三角函数、多项式函数等形式来进行求解。
通过代入特解后,可确定常数项的值,从而得到方程的通解。
除了特解方法外,常微分方程还可以通过变量代换的方法进行求解。
变量代换是将原方程中的变量进行替换,得到一种新的形式,从而简化方程求解的过程。
常见的变量代换有Euler变换、Legendre变换等,根据具体问题选择适合的变量代换方法,可以简化常微分方程的求解过程。
在偏微分方程的求解中,常用的方法有分离变量法、特征线法、变量代换法等。
分离变量法是将多个变量进行分离,将未知函数表示为分离变量的积的形式,从而将偏微分方程转化为更简单的一阶常微分方程求解。
特征线法主要用于求解一类特殊的线性偏微分方程,通过猜测特解的形式,并代入方程中,找到满足条件的特解。
变量代换法则通过将原方程中的变量进行适当的代换,得到一种新的形式,从而简化偏微分方程的求解过程。
微分方程分解定理
微分方程分解定理微分方程分解定理是微分方程求解中常用的一种方法,它可以将一个复杂的微分方程拆解成几个简单的微分方程,并通过求解这些简单的微分方程得到原方程的解。
本文将介绍微分方程分解定理的基本概念、具体求解步骤和应用实例。
微分方程分解定理是在求解一阶常微分方程中广泛应用的方法,可以将一个一阶常微分方程拆解为两个简单的微分方程,进而求解得到原方程的解。
具体来说,对于一阶常微分方程dy/dx=f(x,y),分解定理将其表示为dy/dx=P(x)Q(y),其中P(x)和Q(y)是与x和y有关的函数,且满足dQ/dx=P(x),即Q(y)对y进行微分后与P(x)相等。
然后我们可以将这两个方程分别求解,最后将求解得到的结果合并,即可得到原方程的解。
微分方程分解定理的求解步骤如下:步骤1:写出原方程dy/dx=f(x,y)的分解形式dy/dx=P(x)Q(y)。
步骤2:将dQ/dx=P(x)化简为dQ/Q=f(x)dx,然后对两边同时积分,得到∫dQ/Q=∫f(x)dx。
步骤3:对上述等式进行积分,将得到的结果表示为Q(y)=∫f(x)dx+c,其中c为常数。
步骤4:将Q(y)代入原方程dy/dx=P(x)Q(y),即可得到一个只与x有关的方程,对其求解得到y的表达式。
步骤5:将y的表达式代入步骤2得到的∫dQ/Q=∫f(x)dx中,求解得到Q(y)的表达式。
步骤6:将y的表达式和Q(y)的表达式合并,即可得到原方程dy/dx=f(x,y)的通解。
微分方程分解定理的应用范围很广,可以用于求解各种类型的一阶常微分方程。
下面通过一个具体的实例来说明微分方程分解定理的应用。
例:求解一阶常微分方程y'+y=xy^2。
解:首先将原方程写成分解形式,得到dy/dx=xy^2-y,这里P(x)=x,Q(y)=y^2-1。
然后我们可以将dQ/dx=P(x)化简为dQ/Q=xdx,对两边同时积分,得到ln|Q(y)|=x^2/2+c。
微分方程怎么求特解
微分方程怎么求特解一、引言微分方程是数学中的重要分支,广泛应用于自然科学和工程技术中。
在解微分方程时,我们常常需要找到特解,以满足特定的条件。
本文将介绍如何求解微分方程的特解,并提供一些常见的求解方法和技巧。
二、常见的求解方法1. 变量分离法变量分离法是求解微分方程的常用方法之一。
对于形如f(x,y)dx+g(x,y)dy=0的微分方程,我们可以尝试将f(x,y)和g(x,y)分别移到方程的两边,然后对两边同时积分,得到一个常数解。
这样就完成了变量的分离,从而得到特解。
2. 齐次方程法齐次方程法适用于形如M(x,y)dx+N(x,y)dy=0的微分方程,其中M(x,y)和N(x,y)是齐次函数。
我们可以令y=ux,然后将原方程进行替换和整理,最后得到一个可分离变量的微分方程。
通过变量分离法的求解步骤,我们可以得到特解。
3. 一阶线性微分方程法+P(x)y=Q(x)。
我们可以使用积分因子的方一阶线性微分方程的一般形式为dydx法来求解该方程。
首先确定积分因子μ(x),然后将方程两边同时乘以μ(x),再进行整理和积分,最后得到特解。
4. 变量替换法变量替换法是解决一些特殊类型微分方程的有效方法。
通过适当的变量替换,可以将原微分方程转化为更简单的形式。
例如,对于形如y′=f(x,y)的微分方程,我们可以进行变量替换u=y,然后对方程进行整理和求解。
5. 常数变易法常数变易法是解决二阶齐次线性微分方程y″+P(x)y′+Q(x)y=0的一种常用方法。
我们可以尝试假设y=u(x)e mx,其中m是待定的常数,然后对方程进行替换和整理,最后得到一个与u(x)相关的微分方程。
通过求解该微分方程,我们可以得到特解。
三、求解微分方程的步骤要求解微分方程的特解,通常可以按照以下步骤进行:1.根据微分方程的类型,选择适当的求解方法。
可以参考前文提到的常见求解方法。
2.根据微分方程的形式,进行适当的变量替换或变量分离。
微分方程的基本解法
微分方程的基本解法及其应用微分方程是数学学科中的一个重要分支,主要研究函数及其导数之间的关系。
通过微分方程,我们可以描述许多自然现象的变化规律,如物体的运动、流体的流动、电路的分析等。
因此,掌握微分方程的解法对于解决实际问题具有重要意义。
一、微分方程的分类微分方程按照其含有的未知函数的最高阶导数的次数可以分为线性微分方程和非线性微分方程。
线性微分方程中的未知函数及其导数的次数都是一次,而非线性微分方程中至少有一个未知函数或其导数的次数是二次或更高。
二、微分方程的基本解法1. 分离变量法分离变量法是求解一阶线性微分方程的一种常用方法。
其基本思想是通过将方程中的未知函数和其导数分离到方程的两边,然后对方程进行积分,从而求出未知函数。
这种方法的优点是步骤简单,易于操作。
2. 变量代换法对于某些非线性微分方程,我们可以通过变量代换将其转化为线性微分方程,从而简化求解过程。
变量代换法的关键在于选择合适的代换变量,使得原方程在新的变量下呈现出线性关系。
3. 常数变易法常数变易法是一种求解一阶非齐次线性微分方程的方法。
其基本思想是将非齐次项看作一个已知的函数,然后将原方程转化为一个关于未知函数的线性微分方程。
这种方法的关键在于利用线性微分方程的叠加原理,将非齐次项的影响分离出来。
4. 积分因子法积分因子法是一种求解一阶线性微分方程的方法,特别适用于当方程中的系数不是常数而是关于x的函数时的情况。
其基本思想是通过引入一个积分因子,使得原方程的系数变为常数,从而简化求解过程。
积分因子的选择依赖于原方程的系数。
5. 特征线法(对于一阶偏微分方程)特征线法是一种求解一阶偏微分方程的方法。
它基于物理直觉,将偏微分方程视为描述某种物理过程的数学模型。
通过找到这些过程的“特征线”,即满足方程的一组曲线,我们可以简化问题并找到解。
6.幂级数法(对于高阶微分方程)幂级数法是一种求解高阶微分方程的方法,特别适用于当方程的解在某一点附近可以表示为一个幂级数时的情况。
认识微分方程的各类类型与解法
认识微分方程的各类类型与解法微分方程是数学中一类重要的方程,它描述了变量之间的关系,是许多自然科学领域中理论和实际问题的数学描述工具。
微分方程的解法分为几个主要类型,包括一阶线性微分方程、一阶可分离变量微分方程、一阶齐次微分方程、二阶线性常系数齐次微分方程等。
本文将介绍这些类型的微分方程和相应的解法。
1. 一阶线性微分方程一阶线性微分方程具有以下形式:dy/dx + P(x)y = Q(x),其中P(x)和Q(x)是已知的函数。
解这类微分方程的方法是通过乘积因子来将其转化为可积分的形式。
乘积因子是一个与y相关的因子,通过选择合适的乘积因子可以将方程变为可分离变量的形式。
2. 一阶可分离变量微分方程一阶可分离变量微分方程具有以下形式:dy/dx = f(x)g(y),其中f(x)和g(y)是已知的函数。
这类微分方程可以通过分离变量的方式解决。
将方程两边同时乘以dy和dx的倒数,然后将包含y的项移到一个方程的一边,包含x的项移到另一个方程的一边。
然后分别对两个方程进行积分,得到y的函数和x的函数。
3. 一阶齐次微分方程一阶齐次微分方程具有以下形式:dy/dx = f(y/x),其中f(y/x)是一个关于y/x的函数。
这类微分方程可以通过变量代换来求解。
令v=y/x,将原方程转化为关于v的常微分方程。
然后对v进行求导,将得到的结果带入常微分方程,最后对常微分方程进行求解,得到v的解,再通过v与y/x的关系求得y的解。
4. 二阶线性常系数齐次微分方程二阶线性常系数齐次微分方程具有以下形式:d²y/dx² + p(x)dy/dx +q(x)y = 0,其中p(x)和q(x)是已知的函数。
这类微分方程可以通过特征方程法来解决。
首先假设y=e^(rx)是方程的解,带入微分方程得到一个关于r的方程,解这个方程得到r的值。
然后根据r的值,得到y的通解。
除了以上介绍的几种类型外,还有许多其他类型的微分方程,如高阶线性微分方程、常系数齐次线性微分方程、变系数线性微分方程等。
3.2微分方程的经典求解方法讲解
n
b0 b2
思考题:给定一个二阶系统,在过阻尼情况下,1)试证明:系统的输出响应 函数是单调函数;2)请问:输出曲线是否一定是单调减的?请说明原因。
21
时间常数定义
时间常数定义
暂态项具有指数形式Aemt,当 m=-a(a>0) 为负实数时,Ae-at 具有如 图3.3 所示的曲线形式(假定A=1)
矢量
c(t )ss C cos(t ) Re(Ce j e jt ) Re(Ce jt )
c(t)ss 的 n 阶微分为
D n c(t ) ss Re[( j) n Ce jt ]
2
稳态响应
稳态响应:正弦输入
Dnc(t )ss Re[( j)n Ce jt ]
系统的有效阻尼常数
m1, 2
b1 j 2b2
2 4b2b0 b1 jd 2 4b2
b1 2 b2b0
阻尼常数的临界值
b1 b1 b1 2 b2b0
令其 为零
定义阻尼比:
和无阻尼振荡频率(自然频率):
n
b0 b2
18
暂态响应
阻尼比 和无阻尼振荡频率 n
稳态响应
稳态响应:
(**)
c(t ) ss
bq t q b2t 2 b0 b1t 2! q!
输入信号与假设的解
微分方程
系数 b0, b1, ……, bq 可以通过令方程左右两端具有关于 t 的相同阶次 项的相应系数相等而计算得到
方程(*)右端,t 的最高阶数是 k,因此,t k 肯定也出现在方程的左 端
VJ LJ ( j ) 3 m ( j ) ( j ) 2 m ( j ) d m jm ( j ) d p p x( j ) K BC C
微分方程例题范文
微分方程例题范文微分方程是描述物理学、化学、经济学、生物学等领域中变化规律的重要数学工具。
下面我将给出几个微分方程的例题,解析其求解过程。
例题1:一般线性微分方程已知其中一种细菌种群的个体数量N(t)随时间t的变化符合以下微分方程:dN(t)/dt = k*N(t)其中k为常数。
求解该微分方程,并给出其通解。
解析:思路:这是一个一阶线性微分方程,可以使用分离变量法进行求解。
将方程进行分离变量:dN(t)/N(t) = k*dt两边同时积分:∫ (1/N(t)) dN(t) = ∫ k dt得到:ln,N(t), = kt + C1其中C1为常数。
对上式两边取指数:N(t), = e^(kt+C1) = e^C1 * e^kt = C * e^kt其中C=e^C1为常数。
由于细菌数量N(t)永远为正数,所以可以去掉绝对值符号,得到通解:N(t) = C * e^kt其中C为常数。
例题2:二阶常系数齐次线性微分方程已知其中一振动系统满足以下微分方程:d²x(t)/dt² + 4dx(t)/dt + 5x(t) = 0求解该微分方程,并给出其通解。
解析:思路:这是一个二阶常系数齐次线性微分方程,可以使用特征根法进行求解。
将方程转化为特征方程:λ²+4λ+5=0求解特征方程的解,得到特征根:λ₁=(-4+√(-4²-4*5))/2=-2+iλ₂=(-4-√(-4²-4*5))/2=-2-i特征根为复数,分别为共轭复数对。
根据特征根的性质,解的形式为:x(t) = e^(-2t) (C₁cos(t) + C₂sin(t))其中C₁、C₂为常数。
例题3:二阶常系数非齐次线性微分方程已知其中一电路中的电流I(t)满足以下微分方程:d²I(t)/dt² + 3dI(t)/dt + 2I(t) = 6e²求解该微分方程,并给出其通解。
微分方程的求解步骤
微分方程的求解步骤嘿,咱今儿个就来唠唠微分方程的求解步骤。
这玩意儿啊,就像是解开一个神秘的谜题,得一步步来,可有意思啦!首先呢,你得搞清楚这个微分方程长啥样,是一阶的还是二阶的呀,有没有啥特殊的形式。
这就好比你要去认识一个新朋友,总得先看看他的模样,了解一下他的特点吧。
然后呢,根据不同的类型选择合适的方法。
就像你出门穿衣服,得根据天气选合适的衣服一样。
要是一阶的,可能用分离变量法就挺合适;要是二阶的,那可能就得用其他的招儿啦。
比如说,分离变量法就像是把一个复杂的东西拆分成简单的部分。
你把方程两边的变量分开,然后分别积分,哇塞,就有新发现啦!再比如,常系数线性方程那可有一套专门的解法。
这就好像是有一套固定的流程,你按照步骤来,一步一步走,就能找到答案。
还有啊,有时候还得用一些特殊的技巧,就像武林高手的绝招一样。
可能要做个变量替换啦,或者利用一些已知的定理啦。
你想想看,这求解微分方程不就像是一场冒险吗?每一步都充满了挑战和惊喜。
咱举个例子吧,就说那个简单的一阶微分方程 dy/dx = f(x)。
咱就可以用分离变量法,把 y 和 x 分别放在两边,然后积分,嘿,答案不就出来啦!哎呀,这微分方程的求解步骤真的是太重要啦!要是弄错了一步,那可就全盘皆输咯。
所以啊,咱可得认真对待,就像对待宝贝一样。
在这个过程中,可不能马虎,得仔细琢磨每一个细节。
这就跟做一件精细的手工活儿似的,得有耐心,有细心。
总之呢,微分方程的求解步骤就像是一把钥匙,能打开知识的大门,让我们看到里面奇妙的世界。
大家可得好好掌握哦,别小瞧了它!这可是数学世界里的一大法宝呢!怎么样,是不是觉得挺有意思的呀?快去试试吧!。
微分方程的基本概念与求解方法
微分方程的基本概念与求解方法微分方程是数学中重要的一门分支,广泛应用于物理、工程、经济等领域。
本文将介绍微分方程的基本概念和求解方法,帮助读者更好地理解和应用微分方程。
一、微分方程的基本概念微分方程是描述函数与其导数之间关系的方程。
一般形式为:$$F(x, y, y', y'', \ldots, y^{(n)}) = 0$$其中,$x$ 是自变量,$y$ 是未知函数,$y', y'', \ldots, y^{(n)}$ 分别表示 $y$ 的一阶、二阶、$\ldots$、$n$ 阶导数,$F$ 是已知函数。
微分方程可以分为常微分方程和偏微分方程两类。
常微分方程中只包含一元函数的导数,而偏微分方程中包含多元函数的偏导数。
二、常微分方程的求解方法常微分方程的求解方法主要有解析解和数值解两种。
1. 解析解解析解是指能够用已知函数表达出来的解。
对于一阶常微分方程,可以通过分离变量、齐次方程、一阶线性方程等方法求解。
例如,对于一阶线性方程:$$\frac{{dy}}{{dx}} + P(x)y = Q(x)$$可以通过乘以一个积分因子来求解。
对于二阶及高阶常微分方程,可以通过常系数线性齐次方程、常系数线性非齐次方程、变系数线性方程等方法求解。
2. 数值解数值解是通过数值计算方法获得的近似解。
常见的数值解方法有欧拉法、龙格-库塔法等。
这些方法将微分方程转化为差分方程,通过逐步迭代计算来逼近真实解。
三、偏微分方程的求解方法偏微分方程的求解方法相对复杂,主要有分离变量法、特征线法、变量分离法等。
1. 分离变量法对于某些特殊形式的偏微分方程,可以通过分离变量法求解。
该方法将多元函数分离成一元函数,然后对各个一元函数分别求解。
2. 特征线法特征线法适用于一些具有特殊性质的偏微分方程。
通过找到方程的特征线,可以将偏微分方程转化为常微分方程,从而求解。
3. 变量分离法变量分离法适用于可以将偏微分方程中的变量分离的情况。
如何求解微分方程的特解?
如何求解微分方程的特解?如何求解微分方程的特解?在数学领域中,微分方程是研究变量之间的关系的重要工具。
它们被广泛应用于物理学、工程学和其他科学领域中,用于描述自然界中的各种现象和过程。
微分方程的求解是解析数学和应用数学中一个核心的研究方向。
在本文中,我们将探讨如何求解微分方程的特解,并深入了解一些重要的方法和原理。
首先,让我们回顾一下微分方程的基本定义。
微分方程是包含一个未知函数及其导数的方程。
它的一般形式可以表示为:dy/dx = f(x)其中,y是未知函数,f(x)是已知函数。
求解微分方程的特解就是要找到满足该方程的特定函数。
为了求解微分方程,我们通常需要掌握以下几种常用的方法和技巧:1. 分离变量法:对于可以表示为dy/dx = g(x)h(y)的微分方程,可以通过分离变量的方法将其转化为两个独立变量的分离方程,并进行进一步的求解。
2. 常系数线性微分方程:常系数线性微分方程具有形式ay'' + by' + cy = 0,其中a、b、c为常数。
这类微分方程的特解可以通过假设一个形如e^(rt)的解,并代入方程中得到特征方程。
通过求解特征方程的根来得到特解的表达式。
3. 变量可分离的一阶线性微分方程:这种类型的微分方程具有形式dy/dx + p(x)y = q(x),其中p(x)和q(x)都是已知函数。
通过乘以一个适当的积分因子,将方程转化为一个可直接积分得到特解的形式。
4. 齐次微分方程:齐次微分方程具有形式dy/dx = F(y/x),其中F为已知函数。
通过进行变量代换和分离变量,可以将齐次微分方程转化为一阶线性微分方程,并采用相应的解法求解特解。
5. 变化常数法:对于线性非齐次微分方程,可以通过引入变量变化后的常数的方法,将原方程转化为一个齐次微分方程。
通过求解齐次微分方程的特解,再加上引入的变量变化后的常数值,可以得到原方程的特解。
通过掌握以上求解微分方程的方法,我们可以有效地解决各种复杂的微分方程,并得到特解。
微分方程求解-解微分方程
微分方程求解-解微分方程微分方程求解求解微分方程:简单地说,就是去微分,将方程化成自变量与因变量关系的方程。
近来做毕业设计遇到微分方程问题,搞懂后,特发此文,来帮广大同学,网友。
1.最简单的例子:——————》求微分方程的通解。
dx解方程是可分离变量的,分离变量后得两端积分:得:从而:又因为。
仍是任意常数,可以记作C 。
非齐次线性方程2y 求方程的通解解:非齐次线性方程。
先求对应的齐次方程的通解。
5,,用常数变易法:把C换成u(x),即令则有,dx12,代入原方程式中得两端积分,得。
33再代入式即得所求方程通解。
3法二:假设待求的微分方程是:我们可以直接应用下式得到方程的通解,其中,2,代入积分同样可得方程通解5,3232.微分方程的相关概念:(看完后你会懂得各类微分方程)一阶微分方程:或可分离变量的微分方程:一阶微分方程可以化为的形式,解法:得:称为隐式通解。
,即写成的函数,解法:dxxydydududxduy设,则,,分离变量,积分后将代替u,齐次方程:一阶微分方程可以写成即得齐次方程通解。
一阶线性微分方程:当时,为齐次方程,当时,为非齐次方程,,全微分方程:如果中左端是某函数的全微分方程,即:应该是该全微分方程的通解。
二阶微分方程:时为齐次时为非齐次二阶常系数齐次线性微分方程及其解法:,其中p,q为常数;求解步骤:1、写出特征方程:,其中r2,r的系数及常数项恰好是(*)式中的系数;2、求出式的两个根r1,r23、根据r1,r2的不同情况,按下表写出(*)式的通解:,p,q为常数型,为常数;型3.工程中的解法:四阶定步长Runge-Kutta算法其中h 为计算步长,在实际应用中该步长是一个常数,这样由四阶Runge-Kutta算法可以由当前状态变量Xt 的值求解出下状态变量Xt +1 的值亲们,你们满意吗?一阶微分方程的解一阶微分方程的常数变易法的应用探析The exploration of linear ordinary differential equation of first order with method of leadingvariables作者:刘*专业:数学与应用数学指导老师:杜* *完成时间:2016年9月1号摘要常数变易法是作为求解一阶线性方程的解法给出的。
微分方程解法的十种求法(非常经典)
微分方程解法的十种求法(非常经典)本文将介绍微分方程的十种经典求解方法。
微分方程是数学中重要的概念,广泛应用于物理学、工程学等领域。
通过研究这十种求解方法,读者将更好地理解和应用微分方程。
1. 变量可分离法变量可分离法是最常见和简单的微分方程求解方法之一。
该方法适用于形如dy/dx=f(x)g(y)的微分方程,其中f(x)和g(y)是关于x和y的函数。
通过将方程两边分离变量,即把f(x)和g(y)分别移到不同的方程一边,然后进行积分,最后得到y的表达式。
2. 齐次方程法齐次方程法适用于形如dy/dx=F(y/x)的微分方程。
通过令v=y/x,将微分方程转化为dv/dx=g(v),其中g(v)=F(v)/v。
然后再使用变量可分离法求解。
3. 线性微分方程法线性微分方程法适用于形如dy/dx+a(x)y=b(x)的微分方程。
通过乘以一个积分因子,将该方程转化为可以进行积分的形式。
4. 恰当微分方程法恰当微分方程法适用于形如M(x,y)dx+N(x,y)dy=0的微分方程。
通过判断M(x,y)和N(x,y)的偏导数关系,如果满足一定条件,则可以找到一个函数u(x,y),使得u满足偏导数形式的方程,并且通过积分得到原方程的解。
5. 一阶线性常微分方程法一阶线性常微分方程法适用于形如dy/dx+p(x)y=q(x)的微分方程。
通过先求齐次线性方程的通解,然后再利用待定系数法找到特解,最后求得原方程的通解。
6. 二阶常系数齐次线性微分方程法二阶常系数齐次线性微分方程法适用于形如d²y/dx²+a1dy/dx+a0y=0的微分方程。
通过设y=e^(mx),将微分方程转化为特征方程,然后求解特征方程得到特征根,利用特征根找到原方程的通解。
7. 二阶非齐次线性微分方程法二阶非齐次线性微分方程法适用于形如d²y/dx²+a1dy/dx+a0y=F(x)的微分方程。
通过先求齐次线性方程的通解,再利用待定系数法找到非齐次线性方程的特解,最后求得原方程的通解。
求微分方程满足初始条件的特解
求微分方程满足初始条件的特解对于给定的微分方程,要求解特解,首先需要知道这个微分方程的形式。
下面我将介绍几种常见的微分方程及其求解方法。
1.一阶线性常微分方程一阶线性常微分方程的一般形式为 dy/dx + P(x)y = Q(x),其中P(x)和Q(x)是已知函数。
这类微分方程的解可以通过积分因子法求解。
首先,我们要求解它的通解,然后再根据初始条件,求得特解。
具体的步骤如下:(1)求解齐次方程dy/dx + P(x)y = 0的通解y0(x);(2)设特解为y=u(x)v(x),其中u(x)和v(x)是待定函数;(3)代入原方程并整理,得到一个关于u(x)和v(x)的线性方程;(4)解线性方程得到u(x)和v(x)的关系式,进而求得特解;(5)根据初始条件求系数,并求得特解。
2.二阶线性常微分方程二阶线性常微分方程的一般形式为 d^2y/dx^2 + P(x)dy/dx + Q(x)y = f(x),其中P(x)、Q(x)和f(x)是已知函数。
这类微分方程的特解可以通过常数变易法或待定系数法求解。
具体的步骤如下:(1)求解齐次方程d^2y/dx^2 + P(x)dy/dx + Q(x)y = 0的通解y0(x);(2)设特解为y=u(x)v(x),其中u(x)和v(x)是待定函数;(3)将特解代入原方程并整理,得到一个关于u(x)和v(x)的线性方程;(4)解线性方程得到u(x)和v(x)的关系式,进而求得特解;(5)根据初始条件求系数,并求得特解。
3.可分离变量的一阶常微分方程可分离变量的一阶常微分方程的一般形式为dy/dx = f(x)g(y),其中f(x)和g(y)是已知函数。
这类微分方程的特解可以通过变量分离法求解。
具体的步骤如下:(1)将方程变形为dy/g(y) = f(x)dx;(2)对两边同时求积分,得到∫dy/g(y) = ∫f(x)dx;(3)求解积分得到y的函数表达式;(4)根据初始条件求系数,并求得特解。
一阶微分方程求解公式是变限积分
一阶微分方程求解公式是变限积分微分方程是数学中一个重要的研究对象,广泛应用于物理、工程、经济等领域。
一阶微分方程是最简单的微分方程形式,它的一般形式可以表示为dy/dx=f(x,y),其中f(x,y)是已知的函数。
对于一阶微分方程,我们可以通过变限积分的方法来求解。
变限积分是一种重要的数学工具,它可以将一个函数与一个变量的下限和上限联系起来。
在求解一阶微分方程时,我们可以将微分方程两边进行变限积分,从而得到方程的解析解。
假设我们需要求解的一阶微分方程为dy/dx=f(x,y),我们可以将其两边进行变限积分,得到∫dy/∫dx=∫f(x,y)。
在这个变限积分的过程中,我们需要确定积分的上下限。
通常情况下,我们需要给定一个初始条件来确定积分的上限。
初始条件可以是在某个特定点(x0,y0)处的函数值,即y(x0)=y0。
通过将初始条件代入变限积分的上限,我们可以得到一个包含未知常数的方程。
接下来,我们可以通过求解这个包含未知常数的方程,来确定常数的值。
具体的求解方法可以是代入法、分离变量法、齐次方程法等。
通过求解方程,我们可以得到常数的值,从而得到一阶微分方程的解析解。
需要注意的是,在变限积分的过程中,我们需要保证积分存在。
对于一些特殊的函数形式,可能存在积分不存在的情况。
在这种情况下,我们需要考虑其他方法来求解微分方程,例如数值解法或级数解法。
总结起来,一阶微分方程的求解公式是变限积分。
通过将微分方程两边进行变限积分,并确定积分的上下限,我们可以得到方程的解析解。
求解过程中需要考虑初始条件,并通过求解包含未知常数的方程来确定常数的值。
变限积分是求解微分方程的常用方法之一,它在实际问题中具有广泛的应用。
欧拉方法求解微分方程
欧拉方法求解微分方程欧拉方法,也称为改进的欧拉方法或改进的欧拉-柯斯西方法,是一种用于数值求解常微分方程的方法。
它是基于欧拉方法的简单形式,并通过引入中间点上的斜率修正来提高精度。
在解释欧拉方法之前,我们首先回顾一下微分方程的数值解法。
微分方程描述了变量之间的变化率,而数值解法允许我们在每个时间步长上近似地计算出变量的值。
对于一个一阶常微分方程:dy/dt = f(t, y)在给定的初始条件y(t0)=y0下,我们希望找到在给定时间范围内(一般是从t0到tN)函数y(t)的近似值。
欧拉方法的基本思想是使用当前点的斜率来定义下一个点。
假设我们已经知道 y(tn) 的值,我们可以通过使用微分方程中的斜率来计算y(tn+1):y(tn+1) = y(tn) + h * f(tn, y(tn))其中,h是时间步长。
这个方法的准确性是一阶的,即误差与步长h 成正比。
然而,欧拉方法的精度有限,特别是在大步长的情况下,会产生高度不精确的结果。
为了改善精度,我们可以使用欧拉方法的改进版本,欧拉-柯斯西方法。
改进的欧拉方法通过在每个时间步长中使用两个斜率来修正结果,从而提高了精度。
具体地说,我们使用欧拉方法计算一个中间点的值,并使用这个中间点上的斜率来进行修正。
通过这种方式,我们将欧拉方法与二阶常微分方程近似方法相结合。
欧拉-柯斯西方法的步骤如下:1.根据初始条件y(t0)=y0,计算y(t1)的值。
2.使用这个值计算中间点的值y'(t1)。
3.使用y'(t1)的值来计算y(t1)的修正值。
4.重复上述步骤,直到计算出y(tN)的值。
对于每个时间步长,我们可以采用以下公式来计算 y(tn+1) 的值:y(tn+1) = y(tn) + h * [f(tn, y(tn)) + f(tn+1, y'(tn+1))]/2其中,y'(tn+1) 是在中间点上使用斜率 f(tn+1, y'(tn+1)) 计算出的。
求微分方程特解的步骤
求微分方程特解的步骤微分方程是数学中的一个重要概念,它描述了变量之间的变化关系。
解微分方程是数学分析中的一个重要的课题,它是科学和工程领域中研究实际问题的基础。
本文将为大家详细介绍求解微分方程特解的步骤。
第一步:确定微分方程的类型和阶数对于一个给定的微分方程,首先需要确定它的类型和阶数。
微分方程的类型决定了它的求解方法,而阶数则表示微分方程中出现的最高阶导数的阶数。
第二步:求解齐次方程对于线性微分方程,可以首先求解其对应的齐次方程。
齐次方程是将非齐次方程中的所有常数项和非齐次项都消去后得到的方程。
求解齐次方程的方法一般是采用分离变量、变量代换等方法,得到齐次方程的通解。
第三步:求解非齐次方程的特解非齐次方程的特解是指满足微分方程的一个特定解。
求解非齐次方程的特解的方法有很多种,常见的方法有常数变易法、待定系数法以及特殊函数法。
在选择求解方法时,需要根据方程形式以及特解的形式来决定。
常数变易法是一种常用的求解非齐次方程的方法,它假设特解为常数。
通过将特解代入非齐次方程并解方程组,可以得到特解的值。
待定系数法是求解非齐次方程的另一种常用方法。
它通过假设特解为一些特定的函数形式,并将特解代入非齐次方程进行求解。
待定系数法的关键在于选择合适的特定函数形式,使得方程能够得到有效的约束条件。
特殊函数法是针对特殊类型的非齐次方程的求解方法,常见的特殊函数包括指数函数、三角函数、对数函数等。
第四步:确定通解通解是微分方程的一般解,它包含了齐次方程的通解和非齐次方程的特解。
对于线性微分方程,通解可以表示为通解=齐次方程的通解+非齐次方程的特解。
第五步:确定初始条件对于给定的初值问题,需要根据初始条件来确定常数值或函数值,从而得到特定的解。
初始条件是在某一点给出的导数值或函数值,通过将初始条件代入通解中,可以得到满足初始条件的特解。
总结:求解微分方程特解的步骤包括确定微分方程的类型和阶数、求解齐次方程、求解非齐次方程的特解、确定通解以及确定初始条件。
微分方程的基本概念和解法技巧
微分方程的基本概念和解法技巧微分方程是数学中重要的一种方程,它涉及到函数与它的导数之间的关系。
在物理学、工程学、经济学等领域中,微分方程广泛应用于描述各种变化和运动的规律。
了解微分方程的基本概念和解法技巧,对于理解和解决实际问题具有重要意义。
本文将介绍微分方程的基本概念以及一些常见的解法技巧。
一、微分方程的基本概念1. 定义:微分方程是含有未知函数及其导数的方程。
一般形式可以表示为 F(x, y, y', y'', ...) = 0,其中 y 是未知函数。
2. 阶数:微分方程的阶数是指该方程中导数的最高阶数。
常见的阶数有一阶、二阶和高阶微分方程。
3. 解:微分方程的解是满足方程的函数。
一般来说,一个微分方程可以有无穷多个解。
4. 初值问题:初值问题是求解微分方程时给定一个或多个初始条件,根据这些条件确定方程的解。
初值问题通常涉及到一个点上的初始状态。
5. 常微分方程和偏微分方程:常微分方程只涉及到一个自变量,而偏微分方程则涉及到多个自变量。
常微分方程的解是一类函数,而偏微分方程的解是一个函数族。
二、微分方程的解法技巧1. 变量可分离法:适用于可以将微分方程的变量分离开的情况。
通过将方程两边同时乘以不同变量的函数,使得方程可以变为两个积分的形式,从而得到解。
2. 齐次方程法:适用于可以通过变量代换将微分方程化为齐次方程的情况。
齐次方程中的未知函数可以表示为一个比值函数,通过变量代换后,方程可以化为一个仅依赖于一个变量的方程,从而得到解。
3. 一阶线性常微分方程:适用于形如 y' + p(x)y = q(x) 的一阶线性常微分方程。
通过乘以一个适当的积分因子将方程化为可积形式,然后求解积分得到方程的解。
4. 常系数线性微分方程:适用于形如 y⁽ⁿ⁾ + aₙy⁽ⁿ⁻¹⁾ + ... + a₁y' + a₀y =g(x) 的常系数线性微分方程。
通过猜测形式,得到特解和齐次方程的通解,从而得到方程的通解。
微分方程求解的数值方法
微分方程求解的数值方法微分方程是数学中的重要概念之一,它描述了自然界中的各种变化规律。
求解微分方程是数学建模和科学研究中常见的问题,而数值方法则是解决这些问题的重要工具之一。
本文将介绍微分方程求解的数值方法,探讨其原理和应用。
一、数值方法的基本原理微分方程的解析解往往难以求得,因此需要借助数值方法来近似求解。
数值方法的基本思想是将连续的微分方程转化为离散的差分方程,通过计算机进行迭代运算,最终得到近似解。
常见的数值方法包括欧拉法、改进欧拉法、龙格-库塔法等。
其中,欧拉法是最简单的数值方法之一。
它将微分方程中的导数用差商来近似表示,通过迭代计算来逼近真实解。
而改进欧拉法则是对欧拉法的改进,通过使用更精确的差分公式来提高近似解的精度。
龙格-库塔法是一种更高阶的数值方法,通过多次迭代和加权平均来提高解的准确性。
二、数值方法的应用数值方法在科学研究和工程实践中有着广泛的应用。
下面将介绍几个常见的应用领域。
1. 物理学中的应用微分方程在物理学中有着广泛的应用,例如描述运动规律的牛顿第二定律、描述电路中电流变化的电路方程等。
数值方法可以帮助我们求解这些微分方程,从而得到系统的运动轨迹、电流变化等信息。
通过数值模拟,我们可以更好地理解物理规律,并进行科学研究。
2. 经济学中的应用经济学中的许多问题可以通过微分方程来描述,例如经济增长模型、消费者行为模型等。
数值方法可以帮助经济学家求解这些微分方程,从而预测经济变化趋势、评估政策效果等。
通过数值模拟,我们可以更好地理解经济规律,并为决策提供依据。
3. 生物学中的应用生物学中的许多问题也可以用微分方程来描述,例如生物种群的增长模型、药物代谢动力学模型等。
数值方法可以帮助生物学家求解这些微分方程,从而研究生物系统的行为和相互作用。
通过数值模拟,我们可以更好地理解生物过程,并为疾病治疗、生物工程等提供指导。
三、数值方法的局限性和改进尽管数值方法在求解微分方程中具有重要作用,但也存在一些局限性。
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一、一阶微分方程1. 线性齐次方程'y ()0p x y +=①分离变量法求解②两边同时乘以()p x dx e ⎰,积分因子法 通解:()p x dx y Ce -⎰=2. 线性非齐次方程'y ()()p x y g x +=①常数变易法②两边同时乘以()p x dx e ⎰,积分因子法 通解:()()(())p x dx p x dx y e C g x e dx -⎰⎰=+⎰线性微分方程的解有一些很好的性质,例如(1)齐次方程的解或者恒等于零,或者恒不等于零(2)齐次方程任何解的线性组合仍是它的解(3)齐次方程的任一解与非齐次方程任一解之和仍是非齐次方程的解(4)非齐次方程任意两解之差必是对应齐次方程的解(5)非齐次方程的任一解与对应齐次方程的通解之和是非齐次方程的通解。
3. Bernoulli 方程'()()y p x y g x y α+=(1)0α=时,该方程为线性非齐次方程(2)1α=时,该方程为线性齐次方程(3)0,1α≠时,作变量替换1z y α-=,该方程转化为(1)()(1)()dz p x z g x dxαα+-=-,这是关于未知函数z 的一阶线性方程 4. Riccati 方程2()()()dy p x y q x y f x dx=++Riccati 方程在一般情况下无法用初等积分求出解,只是对一些特殊情况或者事先知道了它的一个特解,才能求出其通解。
(1)当()p x 、()q x 、()f x 都是常数时,是可分离变量方程,用分离变量法求解。
(2)当()0p x ≡时,是线性方程。
(3)当()0f x ≡时,是Bernoulli 方程。
当()f x r ≡,设已有一特解1()y x命1()()()z x y x y x =-,代得211(2)dz dy dy pz py q z dx dx dx=-=++ 这是一个关于z 的Bernoulli 方程。
(4)当Riccati 方程的形式为22dy l b ay y dx x x+=+,可利用变量替换z xy =,将方程化为可分离变量方程 2(1)dz x az l z b dx=-+++ 当Riccati 方程的一个特解()y x ϕ=已知时,我们利用变换()y z x ϕ=+,代入方程后可得:22()()(2()())()(())()dz d x p x z z x x q x z x f x dx dxϕϕϕϕ+=+++++ 由于()y x ϕ=是方程的解,从上式消去相关的项后得:2(2()()())()dz p x x q x z p x z dxϕ=++,这是一个Bernoulli 方程。
(5)当Riccati 方程的形式为2m dy ay bx dx+=,其中a 、b 、m 都是常数,且设0a ≠,又设0x ≠和0y ≠,则当 440,2,,,(1,2,)2121k k m k k k --=-=+-L 时,方程可通过适当的变换化为变量可分离方程。
5. 可分离变量方程'()()y f x g y =()()dy f x dx g y =,通解为()()dy f x dx C g y =+⎰⎰ 6. 齐次方程()dy y g dx x= 作变量替换y z x =,则dy dz z x dx dx =+,即()dz g z z dx x-= 通解为ln ()dz x C g z z =+-⎰。
7. 全微分方程与积分因子设(,)u F x y =是一个连续可微的二元函数,则它的全微分为:(,)(,)(,)F x y F x y du dF x y dx dy x y∂∂==+∂∂ 若有函数使得:(,)(,)(,)dF x y M x y dx N x y dy =+则称(,)(,)0M x y dx N x y dy +=为全微分方程,此时,微分方程的解就是(,)F x y C = 微分方程的成立条件:设函数(,)M x y 和(,)N x y 在一个矩形区域R 中连续且有连续的一阶偏导数,则(,)(,)0M x y dx N x y dy +=是全微分方程的充要条件是(,)(,)M x y N x y y x∂∂=∂∂ 微分方程的解为000(,)(,)(,)xyx y F x y M s y ds N x s ds =+⎰⎰(线积分法) 此时还可应用偏积分法与凑微分法如:22(cos sin )(1)0x x xy dx y x dy -+-=重新分组整理为22cos sin ()0x xdx xy dx yx dy ydy -++=如果有函数(,)x y μ,使得方程(,)(,)(,)(,)0x y M x y dx x y N x y dy μμ+=是全微分方程(恰当方程),则(,)x y μ称为方程(,)(,)0M x y dx N x y dy +=的一个积分因子积分因子一般很难求解,但有如下情况可求:(1)微分方程(,)(,)0M x y dx N x y dy +=有一个依赖于x 的积分因子的充要条件是 (,)(,)()/(,)M x y N x y N x y y x∂∂-∂∂仅于x 有关,则积分因子可求: (,)(,)()/(,)()M x y N x y N x y dx y x x e μ∂∂-∂∂⎰=(2)微分方程(,)(,)0M x y dx N x y dy +=有一个依赖于y 的积分因子的充要条件是 (,)(,)()/(,)N x y M x y M x y x y∂∂-∂∂仅于y 有关,则积分因子可求: (,)(,)()/(,)()M x y N x y M x y dy y x x e μ∂∂-∂∂⎰=积分因子是求解微分方程的一个极为重要的办法,绝大多数方程的求解都可以通过寻找到一个合适的积分因子来解决。
但求一个微分方程的积分因子十分困难,需要灵活运用各种微分法的技巧与经验。
例如,当一个微分方程中出现xdy ydx -的项时,函数1xy 、21x 、21y 和221x y +都有可能成为其积分因子,可以根据方程中其他项进行适当的选择。
下面的几个方程和对应的积分因子分别为:10,xyxdy ydx xydx -+= 2210,x xdy ydx x dx -+= 2210,y xdy ydx y dx -+= 22221)(0,x y xdy ydx x y dx ++-+=另外,若有微分方程:1122((,)(,))((,)(,))0M x y dx N x y dy M x y dx N x y dy +++=其中第一组和第二组各有积分因子1(,)x y μ和2(,)x y μ,使得1111(,)((,)(,))(,)x y M x y dx N x y dy dF x y μ+=2222(,)((,)(,))(,)x y M x y dx N x y dy dF x y μ+=由于对任意可微函数1()u G 和2()u G ,111(,)((,))x y F x y G μ是第一组的积分因子,222(,)((,))x y F x y G μ是第二组的积分因子。
如果能选取的1()u G 和2()u G ,使得: 111222(,)((,))(,)((,))x y F x y x y F x y G G μμ=则111(,)((,))(,)x y F x y x y G μμ=就是该微分方程的一个积分因子。
8. 变量替换法(1)形如()f ax by c dy dx =++的方程对于这种类型的方程,引入新变量z ax by c =++ 则a b dy dz dx dx =+,于是原方程就化为()a bf z dz dx=+ 这是一个变可分离方程,它的通解为()dz x C a bf z =++⎰ 此时注意:形如111222a xb yc a x b y c dy dx ++=++的微分方程,若上下二元一次方程组有解,则利用齐次解法依靠解的坐标点化简此式,若无解则利用变量替换法求解。
(2)形如()()0yf xy dx xg xy dy +=的方程对于这类方程,引入新变量z xy =,则z x y =,2xdz zdx x dy -= 原方程可以化为(()())()0z f z g z dx g z dz x-+=,这是一个可分离变量方程。
(3)用变量替换法求解微分方程是十分灵活的,依赖于方程的形式和求导的经验,在学习过程中要多积累。
9. 一阶隐式微分方程解法10. 近似解法(1)逐次迭代法逐次迭代法是利用证明初始值问题解的存在唯一性时所构造的Picard 迭代序列的前若干项来近似初始值问题的解,其近似序列为:00()y x y =0100()(,())x x y x y f t y t dt =+⎰ L L L L001()(,())xn n x y x y f t y t dt -=+⎰当初始值问题满足解的存在唯一性定理的条件时,上面的迭代序列在一个区间一致收敛到它的解。
故当n 较大时,()n y x 就是初始值问题解的一个较好的近似。
(2)Taylor 级数法设初始值问题的解可以在0x 的邻域内展开为收敛幂级数:00()()n n n y x a x x ∞==-∑由Taylor 级数理论知,n a 是由()y x 的n 阶导数确定的,即:()000()()()!n n n y x y x x x n ∞==-∑ 于是,级数形式的解实际上就是要求出()y x 在0x 点的各阶导数值。
如果我们能计算出()y x 前面一些导数值()0()n y x 时,就可以利用函数()000()()()!n N n N n y x y x x x n ==-∑来近似初始值问题的解()y x 。
由复合链导法则和方程初始值得:(0)000()()y x y x y ==(1)000()(,)x x dyy x f x y dx ===02(2)''00000002()(,())(,)(,)(,)x y x x x x d y d y x f x y x f x y f x y f x y dx dx =====+ 0(3)''''''0000000()((,)(,)(,)(,)2(,)(,)x y xx xy x x d y x f x y f x y f x y f x y f x y f x y dx ==+=++ ''2'''2000000000000(,)(,)(,)(,)((,))(,)yy y x y f x y f x y f x y f x y f x y f x y ++ 根据需要,当函数(,)f x y 已知时,我们可以计算出解()y x 在0x 点直到N 阶导数值 从而得出()y x 的近似表达式。