一般的二阶微分方程都含有 x,y,y′,y′′ 四个变量,而当 x,y 中的一个「缺席」时,这样的微分方程便是可降阶的。
核心思想:令 y′=p(x)。
不显含 y,即形如 y′′=f(x,y′) 型。将方程看作是自变量为 x,因变量为 y′ 的函数。
解法:
令 p(x)=y′,则 y′′=f(x,y′) 转化为 p′=f(x,p)
解得 p=φ(x,C1),则有通解
y=∫φ(x,C1)dx+C2例 1
求微分方程 xy′′+3y′=0 的通解。
注意到缺 y。
令 p(x)=y′,则有
xp′+3pp′+x3p=0=0代入公式,得到
p=C3e−∫x3dx=x3C3故有
y=∫pdx=−2C3x−2+C2=C1x−2+C2TIP
系数能合并尽量合并。
不显含 x,即形如 y′′=f(y,y′) 型。将方程看作是自变量为 y,因变量为 y′ 的函数。
解法:
令 p(y)=y′,则
y′′=dxdp=dydp⋅dxdy=p⋅dydp原方程转化为
p⋅dydp=f(y,p)解得 p=φ(y,C1) 即 dxdy=φ(y,C1),分离变量积分
∫φ(y,c1)dy=x+C2例 2