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一类常系数非齐次线性微分方程组的几种解法

06/10

一类常系数非齐次线性微分方程组的几种解法

[摘要] 微分方程的解法是学习微分方程最基本的问题,但是它的解法种类繁多,求解过程复杂,一般教材只是介绍常数变易法和可积组合法。本文归纳了解非齐次线性微分方程组的各种方法,从介绍常系数齐次线性方程组的解法入手,进而讨论、研究、比较求解常系数非齐次线性方程组的特解的几种方法的异同。

[关键词] 齐次线性方程组 非齐次线性方程组 通解 特解

微分方程的解法是学习微分方程最基本的问题,但是它的解法种类繁多,求解过程复杂,一般教材只是介绍常数变易法和可积组合法。本文归纳了解非齐次线性微分方程组的各种方法,从介绍常系数齐次线性方程组的解法入手,进而讨论、研究、比较求解常系数非齐次线性方程组的特解的几种方法的异同。

下面,我们首先研究常系数齐次线性微分方程组的解法。

对于常系数非齐次线性方程组

(1)

的求解问题,可以先求出它对应的齐次方程组

(2)

的通解,再求出它本身的任何一个特解,叠加起来就是它的通解。

我们记得阶线性非齐次微分方程组为

(1)

它所对应的齐次方程组为

(2)

其中是维向量,A 是矩阵,在某个区间上连续. 当A 是常矩阵时,称为常系数线性微分方程组。

1. 常系数齐次线性方程组

我们通常采用以下三种方法来解答常系数齐次线性微分方程组:待定系数法、消元法和拉氏变换法。


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