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走马

陈粒

lecture-40欧拉方程

lecture-40欧拉方程

40.1 欧拉方程#

40.1.1 基本概念#

定义: #欧拉方程#

描述:

  1. 形式:xny(n)+a1xn1y(n1)++an1xy+any=f(x)x^ny^{(n)}+a_1x^{n-1}y^{(n-1)}+\cdots+a_{n-1}xy^{\prime}+a_ny=f(x)

解释

  • 概念:
    • 欧拉方程,同时也是个线性方程,但是是变系数的;
    • 但它是一种特殊的变系数:一种非常有规律的线性变系数方程;
  • 思想:
    • 把这种规律的变系数方程化成常系数方程;
  • 方法:
    • x=etx=e^t,得到 xky(k)=D(D1)(Dk+1)yx^{k}y^{(k)}=D(D-1)\cdots(D-k+1)y
    • 其中 D=ddtD=\frac{d}{dt}Dy=dydtDy=\frac{dy}{dt}D2=d2dt2D2y=d2ydt2D^{2}=\frac{d^{2}}{dt^{2}}\quad\quad D^{2}y=\frac{d^{2}y}{dt^{2}}

40.1.2 例题#

例题:求欧拉方程 x2d2ydx2+4xdydx+2y=0(x>0)x^{2}\frac{d^{2}y}{dx^{2}}+4x\frac{dy}{dx}+2y=0\quad(x>0) 的通解;

  • 分析
  • 解析
    • x=etD(p1)y+4Dy+2y=0x=e^{t}\quad D(p-1)y+4Dy+2y=0
    • 得到:(y21)y+4y+2y=0(y^{2}-1)y+4y+2y=0
    • 得:d2ydt2+3dydt+2y=0\frac{d^{2}y}{dt^{2}}+3\frac{dy}{dt}+2y=0
  • 题型:#

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