differential equation...*

2009-06-07 9:07 am
小弟啱啱學緊微分方程...咁有d基本題想搵各位大大幫手...以下有2題想請教各位...
希望用最standard的方法解題...

圖片參考:http://i707.photobucket.com/albums/ww74/stevieg90/11-5.gif

另外,有時我會見到d解既form係Ae^(r1x)+Be^(r2x),有d又會係Asin2x+Bcos2x,,,,究竟點解決定微分方程的解既形式?
更新1:

同埋對於唔同形式的微分方程,是否也有一套公式來決定解的形式?可否於這方面詳解一下?

更新2:

有時我會見到d解既form係Ae^(r1x)+Be^(r2x),有d又會係Asin2x+Bcos2x,,,,究竟點樣決定微分方程的解既形式?

回答 (4)

2009-06-07 3:24 pm
✔ 最佳答案
1. sin x dy/dx + 2y cos x = cos x
sin^2 x dy/dx + 2y sin x cos x = sin x cos x
[y sin^2 x]' = 1/2 sin(2x)
y sin^2 x = -1/4 cos(2x) + C
y = [-1/4 cos(2x) + C] / sin^2 x

2. (dy/dx)^2 = (x+1) / (x+2)^2
dy/dx = +/- √(x+1) / (x+2)
y = +/- 2[√(x+1) - tan^-1√(x+1) + C]

對於Ae^(r1x)+Be^(r2x)和Asin2x+Bcos2x,
其實都屬於「二階常系數線性常微分方程」既解既形式。

對於任意微分方程,一般都冇公式求解,
只有幾類特殊既形式先可以求解……
而你學微分方程既時候,都大致學左邊D可以有得解。

對於二階常系數線性ODE,會有下面既樣:ay"+by'+cy=0 (or d)
解呢條方程,會先解一個輔助方程 aλ^2 + bλ + c = 0

若方程有兩實根 r1, r2,則解的形式為 Ae^(r1x)+Be^(r2x)
若有兩個等根r,則解的形式為(A+Bx)e^(rx)
若有兩複根α+/-βi,則解的形式為e^(αx) [Acosβx+Bsinβx]

解完呢個之後,如果方程屬於非齊次,就再要求出特解。
若是IVP,則要代入初值條件去求出常數。
2009-06-08 2:03 am
如果auxiliary equation的解是real number的解,就應該是Ae^(r1x)+Be^(r2x)這個form

如果是purely imaginary number解,就是Asin(2x) + Bcos(2x), 這個auxiliary的解應該是k = +- 2i

如果是a + bi, 那麼答案就是e^ax(Asinbx + Bsinbx)
2009-06-07 9:01 pm
謝謝EMK及wkho28的指點^^
2009-06-07 7:56 pm
"EMK" 朋友的解答已很清晰.


讓我再給你一個例子, 請參考以下有關 Second Order Ordinary Differential Equation 的實例 :
http://hk.knowledge.yahoo.com/question/question?qid=7009041502171

2009-06-07 11:56:48 補充:
m d^2xh(t)/dt^2+kxh(t)=0 是 Simple Harmonic Ocsillation
至於 Fcoswt 是 External periodic driving force
因此 m d^2x/dt^2+kx=Fcoswt 是 Forced oscillation


這是 Applied Maths 常見的問題.
我的解釋很粗略, 並不嚴格. 讀 Pure Maths 的人會難以接受, 但對初學 Applied Maths 的同學會容易掌握.
希望你明白.


收錄日期: 2021-04-19 14:28:26
原文連結 [永久失效]:
https://hk.answers.yahoo.com/question/index?qid=20090607000051KK00143

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