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  • 1 # 希望夢想能夠飛揚

    一般的變數代換可以求解一階微分方程。如果是非線性的微分方程,可以透過變數代換將其化為線性微分方程。

    ——伯努利方程

    這類方程的特點是,能把微分方程最後化為下面這種形式。

    這個時候,由於右邊y的次數導致了方程不為線性微分方程,所以透過z=y的1-a次方代換,化為線性微分方程,再求解。具體的代換為

    這是一階非齊次線性微分方程,所以能夠用公式去解出其通解,然後再將z代入進去,就能夠得到伯努利方程的通解了。

    ——以y/x=u的變數代換

    這種方程有個很顯著的特點,就是將方程兩邊同時除x或者除y之後,全部變成了y/x的形式或者x/y的形式。具體的作法,用例題讓大家體會一下。

    這道題也可以用伯努利方程來解,不過相比於用y/x=u的替換,用伯努利方程會使得計算變得麻煩一些。

    這裡兩道題的變數代換就變為了x+y=u和xy=u了。

    總結:要知道怎麼去做變數代換,那麼我們需要搞明白的是,我們做變數代換的目的是什麼。一,做變數代換使得非線性的微分方程變為線性的微分方程。二,透過變數代換,能夠使得原先式子中的複雜項大大簡化,使得兩邊做積分變為可能。比如說,(x+y)的平方,這個展開來有三項,但是做了變數代換,就只有一項了。

    總之,不同的題目,變數代換可能會不一樣,但是核心思想,就是上面兩個。

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