什么是可分离变量的微分方程微分方程 是不是当默认分母不为0时求出的通解不能包含分母为0的情况 则才需要讨论?

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现在考虑例2.7.1中问题的推广,那里包含着一个方程,其中是未知函数y的导数.一般来说,我们有下述定义.

定义.含有未知函数的导数或微分的等式称为微分方程.如果把某个函數及其导数(或微分)代入微分方程,能使方程成为恒等式,则该函数称为微分方程的解.含有任意常数的解称为微分方程的通解,通解的图像称为積分曲线族;不含任意常数的解称为微分方程的特解,特解的图像称为积分曲线.

例2.7.1.的是微分方程,y=x2+C是其通解,而y=x2+1则是特解.动画中的曲线族是積分曲线族,而y=x2+1的图像则是一条积分曲线.

在这一知识点里我们只介绍最简单的一种微分方程——什么是可分离变量的微分方程的微分方程.

的微分方程称为什么是可分离变量的微分方程的微分方程,其中f(x),g(y),M1(x),N1(x),M2(y),N2(y)都是在所考虑的变量范围内的已知连续函数.

什么是可分离变量的微分方程的微分方程解法为:将含有变量x与y的函数及微分分列等号的两端,然后积分之.即

有初值条件y(x0)=y0时,也可用定积分:

注.(1)什么是可分离变量的微分方程的意义不仅在于变量x与y含在各自的一元函数里,而且必须能被分列在等号的两端.下述方程就不是什么是可分离变量的微分方程方程:

(2)用萣积分积分微分方程时,上限x与y,下限x0与y0必须相对应.

例2.7.12求微分方程满足初值条件yêx=0=1的特解.

解.今后我们将此类问题简述成,

(2)定积分的积分变量與上限变量未被区分,这是为书写简便,但你应做到心中有数.

因C1是任意常数, 也成为任意正的常数 .又因左端是y的绝对值,我们可得

为简化表达式,用一个任意常数(仍记作C)表示±C,于是得原方程的通解

注.(1)求解过程中,你能注意到C?0.但实际上当C=0时,y=0,仍为原方程的一个特解.因此通解y=C中嘚C并不受非零的限制.

(2)从例2.7.13的求解过程,我们看到,有时求解微分方程能预见到通解中任意常数C不受限制,于是积分不必写ln|y|,而直接写lny,同时用lnC来代替C1,这是十分方便的.即解的过程可简化为:

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