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一階線性齊次微分方程中的齊次的含義?

與齊次方程中的齊次的區別


原問題:一階線性齊次微分方程中的齊次的含義

與齊次方程中的齊次的區別

首先說一下什麼是齊次方程

齊次方程(homogeneous equation)是指每個項裡面未知數的次數相同。

題主之所以發出這樣的疑問,是因為判斷齊次方程時的標準不同,即根據誰的次數來判斷是否齊次。

根據 y , y 的次數

我們知道,一階線性齊次微分方程是形如 frac{dy}{dx}+P(x)y=0 或者說 y 的方程,這裡的齊次指的是從左到右, yy 的次數分別是1和1,所以它是其次方程。

根據 xy ...的次數

比如 (xy-y^2)dx-(x^2-2xy)dy=0 這樣的方程, xy 合起來的次數從左到右分別是2,2,2,2( dxdy 不考慮),所以叫它齊次方程。而這樣的方程由於每一項所含 xy 合起來的次數相同,所以可以化簡為 frac{dy}{dx}=varphi(frac{y}{x})

總之,齊次方程是什麼齊次,取決於視誰為未知數。


微分方程中

線性是指

未知函數 y、y …這些項的次數是一次,而不是 y^2 、(y 。在一次的情況下,可以保證微分方程中的兩個解的線性組合仍然是方程的解

階數是指

微分方程中未知函數微分的最高階數。

例如

y

中,未知函數y最高階微分是二階,所及上邊這個方程就是二階微分方程。

又因為,上述方程未知函數y的所有微分都是一次的,所以它是線性的。

所以可稱作 二階線性微分方程

齊次

齊次的概念,樓上的哥們已經回答了。

維基這樣定義 Homogeneous differential equation 和 @希臘橄欖 的第二段意思一樣。

我稍微補充下。我在柯朗的《微積分和數學分析引論》中,第一卷第二分冊,p718讀到:

如果沒有出現外力,即如果 f(t)=0 ,則稱運動為自由運動,這個微分方程就是 齊次的 。如果 f(t) 不是最一切 t 值來說都等於零,我們就說運動是強迫的,並且稱微分方程是 非齊次的,偶爾,也把 f(t) 叫做 擾動項

也就是說,柯朗給出了除了 M(x,y)dx+N(x,y)dy=0 這種類型的其他微分方程 齊次 的定義。

y

y

這種都是非齊次的。

y 是二階齊次線性微分方程。

我也是剛剛學完,正在複習考試,對這個有疑惑,自己總結的答案。@醬紫君 求指導


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