形如的一阶微分方程称为齐次微分方程,简称微分方程。
齐次微分方程的特点是其右端项是以为变元的连续函数。
例如,是齐次微分方程,它可以转化为:
,即
。[1]
齐次微分方程通过变量代换,可化为可分离变量微分方程来求解。
令或
,
其中是新的未知函数,对
两边求导,则有:
,
将其代入,得:
,
分离变量,得:
两边积分,得:,
求出积分后,再将回代,便得到方程
的通解。
(1)作变换,将齐次方程转化为分离变量的微分方程;
(2)求解可分离变量的微分方程;
(3)用代替步骤(2)中所求通解中的
(即变量还原),就可以得到原方程的通解。[1]
如果有,使得
,则显然
也是方程
的解,从而
也是方程
的解;如果
,则方程
变成
,这是一个可分离变量微分方程。
求解方程。
解:令,则
,
,
原方程变为:,即
;
分离变量可得:,
左右两端同时积分可得:,
将代入,便可得到原方程的通解为:
,其中 C 为任意常数。[1]
求方程的通解。
解:令,则
,
,
原方程变为:,即
;
分离变量可得:,
左右两端同时积分可得:,
将代入,便可得到原方程的通解为:
,其中 C 为任意常数。[2]