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常微分方程
第一篇 一阶微分方程
一阶线性微分方程求解的积分因子法
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2025-06-07 06:17
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一阶线性微分方程求解的积分因子法
1.3.5 一阶线性微分方程求解的积分因子法 前面给出了一阶非齐次线性微分方程的常数变易法,在这里给出另外一种不同的处理方法,称之为积分因子法. 考虑一阶非齐次线性微分方程 $$ \frac{d y}{d t}=a(t) y+b(t) . $$ 把含有未知函数 $y$ 的项移到方程的左端有 $$ \frac{d y}{d t}-a(t) y=b(t) $$ 令 $$ g(t)=-a(t) $$ 则方程变为 $$ \frac{d y}{d t}+g(t) y=b(t) $$ 根据函数乘积的求导链式法则,这样做的目的是使左端像某两个函数乘积的导数.未知函数 $y(t)$ 和某个函数 $\mu(t)$ 乘积的导数为 $$ \frac{d \mu(t) y(t)}{d t}=\mu(t) \frac{d y(t)}{d t}+y(t) \frac{d \mu(t)}{d t} . $$ 为了使方程的左端更像两个函数乘积的导数,用 $\mu(t)$ 乘方程的两端有 $$ \mu(t) \frac{d y}{d t}+\mu(t) g(t) y=\mu(t) b(t) $$ 假定已经存在一个函数 $\mu(t)$ ,使得左端项恰好是 $\mu(t) y(t)$ 的导数,则 $\mu(t)$ 满足 $$ \frac{d \mu(t) y(t)}{d t}=\mu(t) \frac{d y}{d t}+\mu(t) g(t) y, $$ 从而得到关于 $\mu(t)$ 的新微分方程 $$ \frac{d \mu(t) y(t)}{d t}=\mu(t) b(t) $$ 两边积分得到 $$ \mu(t) y(t)=\int \mu(t) b(t) d t $$ 因而 $$ y(t)=\frac{1}{\mu(t)} \int \mu(t) b(t) d t $$ 这样在假定 $\
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【高等数学】一阶线性微分方程
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