常数变易法的探究式教学研究

本文利用多途径探索常数变易法的教学方法,具体包括常数变易法的由来、如何证明以及具体应用,即应用于求解二阶常系数和变系数非齐次线性微分方程.     

常数变易法详释

介绍非齐次线性微分方程可用常数变易法求解的原理,旨在帮助学生加深对这一方法的理解.     

一阶非齐次线性微分方程的齐次解法

现行高等数学教材对于一阶非齐次线性微分方程均采用常数变易法求通解，而本文是运用变量替换法将非齐次方程化为齐次方程求出通解。对于一阶非齐次线性微分方程做变换两边关于x求导数即有（1）式整理得令y的系数和常数项均为零这时变换后的微分方程为Z′＝0，解得Z一C（C为任意常数），于是将A（X）、B（X）和Z代入（2）式得原方程通解为从以上解法我们可以得到两方面启示：～方面可见变量替换法在解微分方程中同常数变易法都不失为行之有效的方法。另一方面常数变易法的解法思路是齐次方程～非齐次方程，而变量替换法的解法思路是非齐…     

求解Bernoulli方程的常数变易法

同济大学数学教研室主编的《高等数学》教材中,把Bernoulli（伯努利）方程与一阶线性微分方程放在同一节中,一阶线性微分方程的求解使用的是常数变易法,而Bernoulli方程的解法却使用了变量代换,将其化成一阶线性微分方程后,采用常数变易法来求解．这给学生一种印象,即Bernoulli方程只能通过变量代换化成一阶线性微分方程后才能求解．作者在教学中发现,Bernoulli方程实际上可以不用通过变量代换,而直接通过常数变易方法来求解．对Bernoulli方程,与求解一阶线性微分方程一样,常数变易方法也是通过两步来完成．首先求解方程对应的…     

一类二阶线性变系数微分方程通解的解法

采用特解和常数变易法,给出一类二阶线性变系数齐次和非齐次微分方程的通解公式,实例说明如何运用此通解公式.     

关于常微分方程的常数变易法

将常数变易法应用于二阶线性微分方程,可解变系数方程,且针对非齐次方程,不必受非齐次自由项形式的限制,即可求得通解.     

解一阶线性常微分方程的积分因子法

一阶线性常微分方程 dy/dx P(x)y=Q(x)当已知函数Q(x)0时,称为非齐次方程,而当Q(x)0时,称为齐次方程。这种方程,通常可用多种方法求解,如Lagrange常数变易法,积分因子法,积分变换法,或者幂级数解法等。由于后面两种方法所用工具比较高深,在教学中一般安排较晚,本文暂不讨论。一般在微积分或微分方程教程中所采用的,多是常数变易法。为了说明问题,我们先简单介绍一下这个解法。     

二阶非齐次线性微分方程的常数变易法

在数学后继课程的学习中,常遇到如下的定解问题：书中告诉我们可用参数（常数）变易法来解,但到底如何求得其解呢？好多同学都感到束手无策．翻阅同济大学犒等数学》教材,只有一阶非齐次线性微分方程的常数变易法,现来介绍二阶以上非齐次线性微分方程．设讨论的n阶非齐次线性微分方程为：其中及都是区间a＜x＜b上的连续函数．（1）对应的齐次线性方程为：我们知道：n阶齐次线性方程（2）一定存在n个线性无关的解．并且（2）的通解可表示为：其中Q,Q,…,C为任意常数,儿（X）,儿（X）,…,人（x）为（2）的一组线性无关解．方程（…     

常系数非齐次线性微分方程特解的另一种求法

将常系数线性微分方程转化为一阶常系数线性微分方程组,并利用线性微分方程组的基解矩阵的性质和矩阵指数的性质以及非齐次线性微分方程组的常数变易公式,得到了常系数非齐次线性微分方程的积分形式的特解公式,并通过实例说明所得结论的有用性.     

用常数变易法求微分方程特解的简单处理

简化了用"常数变易"法求常系数非齐次线性微分方程特解的过程,给出了求二阶常系数非齐次线性微分方程特解的一般公式.并将该方法推广到对n阶方程的降阶,从而求其特解.此方法简单实用,且运算量小.