《高等數學》(第六版)上下冊 PPT教學課件
《高等數學》(第六版)上下冊 PPT教學課件,高等數學,《高等數學》(第六版)上下冊,PPT教學課件,第六,上下冊,PPT,教學,課件
目錄 上頁 下頁 返回 結束 常系數非齊次線性微分方程 第八節(jié)一、一、二、二、第七章 目錄 上頁 下頁 返回 結束 二階常系數線性非齊次微分方程:根據解的結構定理,其通解為非齊次方程特解齊次方程通解求特解的方法根據 f(x)的特殊形式,的待定形式,代入原方程比較兩端表達式以確定待定系數.待定系數法待定系數法目錄 上頁 下頁 返回 結束 一、一、為實數,設特解為其中 為待定多項式,代入原方程,得 為 m 次多項式.(1)若 不是特征方程的根,則取從而得到特解形式為Q(x)為 m 次待定系數多項式目錄 上頁 下頁 返回 結束(2)若 是特征方程的單根,為m 次多項式,故特解形式為(3)若 是特征方程的重根,是 m 次多項式,故特解形式為小結小結 對方程,此結論可推廣到高階常系數線性微分方程.即即當 是特征方程的 k 重根 時,可設特解目錄 上頁 下頁 返回 結束 例例1.的一個特解.解解:本題而特征方程為不是特征方程的根.設所求特解為代入方程:比較系數,得于是所求特解為目錄 上頁 下頁 返回 結束 例例2.的通解.解解:本題特征方程為其根為對應齊次方程的通解為設非齊次方程特解為比較系數,得因此特解為代入方程得所求通解為目錄 上頁 下頁 返回 結束 例例3.求解定解問題解解:本題特征方程為其根為設非齊次方程特解為代入方程得故故對應齊次方程通解為原方程通解為由初始條件得目錄 上頁 下頁 返回 結束 于是所求解為解得目錄 上頁 下頁 返回 結束 二、二、第二步第二步 求出如下兩個方程的特解分析思路:第一步第一步將 f(x)轉化為第三步第三步 利用疊加原理求出原方程的特解第四步第四步 分析原方程特解的特點目錄 上頁 下頁 返回 結束 第一步第一步 利用歐拉公式將 f(x)變形目錄 上頁 下頁 返回 結束 第二步第二步 求如下兩方程的特解 是特征方程的 k 重根(k =0,1),故等式兩邊取共軛:為方程 的特解.設則 有特解:目錄 上頁 下頁 返回 結束 第三步第三步 求原方程的特解 利用第二步的結果,根據疊加原理,原方程有特解:原方程 均為 m 次多項式.目錄 上頁 下頁 返回 結束 第四步第四步 分析因均為 m 次實多項式.本質上為實函數,目錄 上頁 下頁 返回 結束 小小 結結:對非齊次方程則可設特解:其中 為特征方程的 k 重根(k =0,1),上述結論也可推廣到高階方程的情形.目錄 上頁 下頁 返回 結束 例例4.的一個特解.解解:本題 特征方程故設特解為不是特征方程的根,代入方程得比較系數,得于是求得一個特解目錄 上頁 下頁 返回 結束 例例5.的通解.解解:特征方程為其根為對應齊次方程的通解為比較系數,得因此特解為代入方程:所求通解為為特征方程的單根,因此設非齊次方程特解為目錄 上頁 下頁 返回 結束 例例6.解解:(1)特征方程有二重根所以設非齊次方程特解為(2)特征方程有根利用疊加原理,可設非齊次方程特解為設下列高階常系數線性非齊次方程的特解形式:目錄 上頁 下頁 返回 結束 例例7.求物體的運動規(guī)律.解解:問題歸結為求解無阻尼強迫振動方程 當p k 時,齊次通解:非齊次特解形式:因此原方程之解為第六節(jié)例1(P323)中,若設物體只受彈性恢復力 f和鉛直干擾力代入可得:目錄 上頁 下頁 返回 結束 當干擾力的角頻率 p 固有頻率 k 時,自由振動強迫振動 當 p=k 時,非齊次特解形式:代入可得:方程的解為 目錄 上頁 下頁 返回 結束 若要利用共振現象,應使 p 與 k 盡量靠近,或使 隨著 t 的增大,強迫振動的振幅這時產生共振現象.可無限增大,若要避免共振現象,應使 p 遠離固有頻率 k;p=k.自由振動強迫振動對機械來說,共振可能引起破壞作用,如橋梁被破壞,電機機座被破壞等,但對電磁振蕩來說,共振可能起有利作用,如收音機的調頻放大即是利用共振原理.目錄 上頁 下頁 返回 結束 內容小結內容小結 為特征方程的 k(0,1,2)重根,則設特解為為特征方程的 k(0,1)重根,則設特解為3.上述結論也可推廣到高階方程的情形.目錄 上頁 下頁 返回 結束 思考與練習思考與練習時可設特解為 時可設特解為 提示提示:1.(填空)設目錄 上頁 下頁 返回 結束 2.求微分方程的通解 (其中為實數).解解:特征方程特征根:對應齊次方程通解:時,代入原方程得故原方程通解為時,代入原方程得故原方程通解為目錄 上頁 下頁 返回 結束 3.已知二階常微分方程有特解求微分方程的通解.解解:將特解代入方程得恒等式比較系數得故原方程為對應齊次方程通解:原方程通解為目錄 上頁 下頁 返回 結束 作業(yè)作業(yè)P347 1(1),(5),(6),(10);2(2),(4);3;6習題課2 第九節(jié)
收藏