第一章 初等积分法
第二章 高阶微分方程
第三章 线性微分方程组
第四章 稳定性概念
第五章 微分方程基本定理
例题分析

1 用逐次逼近法求初值问题

在初始区域,使误差不超过0.25的近似解.

 该方程是非线性一阶微分方程.根据误差估计式(2)要确定在误差范围内的来,即要求出估计式(2)中的

取区域

由于在区域

因此解的存在区间是

由于

故李普希兹常数由误差估计式(2

时即可.因为时,

第二次近似解就满足误差要求.取

在要求的误差范围内的近似解为

2 初值问题

证明 在内,其解可用逐次逼近法,并求三次近似解.

 该微分方程组是非线性的一阶微方程组,因为它含有未知函数的平方项.取

在所给区域上取,因为此时

故用逐次逼近法其解存在区间为.

求第三次近似解

时,,于是一阶微分方程组的等价积分方程组为

3 判断方程奇点的类型

 因为

的系数的行列式有唯一的.即(16)有唯一的奇点(0,0).

将(16)化成约当型.先求特征根得

其次求的特征向量满足方程:

,则.故

特征向量为对应的特征向量满足方程:

.故的特征向量为.

由于两特征向量线性无关,故矩阵

由求逆矩阵的方法可知

由于,故

由于,所以

平面上有奇点(oo),由于特征根是不等的负实根,故在平面上有奇点(oo)是稳定的结点.

由于

因此平面上坐标轴,变到平面上为两条直线:

由于方程组(10)的解为

又由于,即

故微分方程级(9)的通解为

11

时,,奇点平面上是稳定结点.

特别,当代入(11)得,,故微分方程组(9)过点(120)的积分曲线为

消去得在平面上的轨线,对应于平面上的轴.其轨线方向由微分方程组(9)右端可得,它是指向原点.

特别:代入(11)得,故微分方程组(9)过点(3140)的积分曲线为

消去得在平面上轨线为,对应于平面上的轴.而轨线方向由微分方程组(9)的右端可得它是指向原点.

学习建议
  1. 由于研究的微分方程很多是由生产实际或由有关的学科推导而来,而不是从自己头脑中凭空想象出来,当以这种或那种方法解决了问题以后,还必须回到生产实践中去。因此对于怎样建立方程、建立什么样的方程、 [详细介绍]