線性微分方程

線性微分方程

數學方程
線性方程也稱為一次方程,因為在笛卡爾坐标系上任何一個一次方程的表示都是一條直線。組成一次方程的每個項必須是常數或者是一個常數和一個變量的乘積。且方程中必須包含一個變量,因為如果沒有變量隻有常數的式子是算數式而非方程式。如果一個一次方程中隻包含一個變量(x),那麼該方程就是一元一次方程。如果包含兩個變量(x和y),那麼就是一個二元一次方程,以此類推。
    中文名:線性微分方程 外文名:Linear differential equation 适用領域: 所屬學科:高等數學 相關數學家:牛頓、萊布尼茲、柯西、拉格朗日 适用範圍:數理科學 相關概念:線性方程、微分方程

定義

線性方程:在代數方程中,僅含未知數的一次幂的方程稱為線性方程。這種方程的函數圖象為一條直線,所以稱為線性方程。可以理解為:即方程的最高次項是一次的,允許有0次項,但不能超過一次。比如ax+by+c=0,此處c為關于x或y的0次項。

微分方程:含有自變量、未知函數和未知函數的導數的方程稱為微分方程。

如果一個微分方程中僅含有未知函數及其各階導數作為整體的一次幂,則稱它為線性微分方程。可以理解為此微分方程中的未知函數y是不超過一次的,且此方程中y的各階導數也應該是不超過一次的。

表達式

線性微分方程的一般形式是:

其中D是微分算子d/dx(也就是Dy = y',D2y = y",……), 是給定的函數。這個微分方程是n階的,因為方程中含有y的n階導數,而不含n+1階導數。

如果ƒ = 0,那麼方程便稱為齊次線性微分方程,它的解稱為補函數。這是一種很重要的方程,因為在解非齊次方程時,把對應的齊次方程的補函數加上非齊次方程本身的一個特解,便可以得到非齊次方程的另外一個解。如果是常數,那麼方程便稱為常系數線性微分方程。

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