ODE
1st ODE(化成dy/dx or ...dy+...dx=0)
可分离变量
dxdy=g(x)f(y)
Homogeneous Equation
dxdy=f(x,y) , 设一个新变量,z=y/x;y=zx;y′=z′x+z代入上式
Exact Equation
M(x,y)dx+N(x,y)dy=0 刚好是某个二元函数的全微分
用 ∂y∂M=∂x∂N 判断
eg. eydx+(xey+2y)dy=0
sol: Easy to get it's exact, 先对dx积分(一边一边地处理)
f=∫eydx+g(y)=xey+g(y)
∂y∂f=xey+g′(y)
g′(y)=2y,g(y)=y2+C
So f=xey+y2+C Q.E.D.
Non-Exact Equation
M(x,y)dx+N(x,y)dy=0, 两边同×一个integrating factor,变成exact
if N∂M/∂y−∂N/∂x=g(x), then μ=e∫g(x)dx
if −M∂M/∂y−∂N/∂x=h(y), then μ=e∫h(y)dx
Linear Equation
y′+p(x)y=q(x)
两边同乘 e∫pdx
可降阶的情况
eg. y′′+k2y=0
Set y′=p, y′′=dxdp=dydpdxdy=dydpp (想办法不要让x存在,这样只有p y两个量)
dydpp+k2y=0
pdp=−k2ydy
Reminders
- 用拉普拉斯求偏微分方程的时候,注意是对时间(t)变换
- 用separation variable的时候,比值可以是−p2 or −λ,取决于得到的ODE的形式,y=ρY可以用来代换;得到ODE的解的时候,思考一下函数趋于0 or 无穷的情况,可以简化系数