方程(三)

数学百科全书(今年6年级)

<p class="ql-block">我们今天继续来讲方程。</p><p class="ql-block"><u>你们所猜的音乐有几个猜中的呢?欢迎评论区留言哦~</u></p><p class="ql-block">七,不定方程。</p><p class="ql-block">不定方程就是未知数数量大于方程数量的方程。不定方程有很多,这里我就只用一元不定方程来举例子。</p><p class="ql-block">他有常用的三种解法。</p><p class="ql-block">第一种方法:奇偶性分析。</p><p class="ql-block"><span style="color:rgb(1, 1, 1);">就如这道题:</span><span style="color:rgb(237, 35, 8);">7x+2y=24</span><span style="color:rgb(1, 1, 1);">。</span></p><p class="ql-block"><span style="color:rgb(1, 1, 1);">两个数的和等于24,是一个偶数。所以2y也一定是个偶数,所以说7x的值一定是个偶数。7是奇数,所以说x只能是偶数。那么x又是从0~3,那么所以说x只能是0或者2这两种可能。最后算出有两组答案:</span><span style="color:rgb(237, 35, 8);">x=0,y=12;x=2,y=5。</span></p><p class="ql-block">第二种:余数分析。也是用的比较多的方法,通常从系数较小的未知数入手。它的原理其实就是利用了:和的余数等于余数的和,进行判断分析。当然这种方法一般不是孤立使用,而是将这几种方法综合运用。</p><p class="ql-block">第三种:个位分析法。在有5或10的系数的不定方程中使用这种方法会比较省力。</p><p class="ql-block">比如说:<span style="color:rgb(237, 35, 8);">5x+2y=23</span>,已知x、y∈N,求x、y的值。因为5x个位要么是0,要么是5,所以说2y的个位只有两种可能。当5x的个位是0的时候,2y的个位是3,但2y一定是个偶数,所以说这种情况是不存在的。因此只有一种情况~5x的个位是5,因此可以推导出x一定是奇数,2y的个位是8。有以下几种情况:2y=8;2y=18,两个数的和总共是23,所以说2最大是18。分别把2y的两个值代入方程中,可解出以下两组答案:x=1,y=9;x=3,y=4。</p><p class="ql-block">八,微分方程。</p><p class="ql-block">含有未知函数的导数,如dy/dx=2x的方程是微分方程。 一般的凡是表示未知函数、未知函数的导数与自变量之间的关系的方程,叫做微分方程。未知函数是一元函数的,叫常微分方程;未知函数是多元函数的叫做偏微分方程。</p><p class="ql-block">其定义式为:</p> <p class="ql-block">微分方程的解</p><p class="ql-block">微分方程的解通常是一个函数表达式y=f(x),(含一个或多个待定常数,由初始条件确定)。</p><p class="ql-block">例如:dy/dx=sinx,其解为:y=-cosx+C。其中C是待定常数。</p><p class="ql-block">如果知道y=f(π)=2,则可推出C=1,而可知 y=-\cos x+1。</p><p class="ql-block">对于一阶线性常微分方程,常用的方法是常数变易法:</p><p class="ql-block">对于方程:y'+p(x)y+q(x)=0,可知其通解:y=C(x)e^(-∫p(x)dx),然后将这个通解代回到原式中,即可求出C(x)的值。</p><p class="ql-block">二阶常系数齐次常微分方程</p><p class="ql-block">对于二阶常系数齐次常微分方程,常用方法是求出其特征方程的解</p><p class="ql-block">对于方程:y"+py'+qy=0可知其通解:y=c①y①+c②y②,其特征方程:r^2+pr+q=0,根据其特征方程,判断根的分布情况,然后得到方程的通解。一般的通解形式为:若</p><p class="ql-block">,则有</p><p class="ql-block">若</p><p class="ql-block">,则有</p><p class="ql-block">在共轭复数根的情况下:</p><p class="ql-block">。r=α±βi</p><p class="ql-block">约束条件</p><p class="ql-block">微分方程的约束条件是指其解需符合的条件,依常微分方程及偏微分方程的不同,有不同的约束条件。</p><p class="ql-block">常微分方程常见的约束条件是函数在特定点的值,若是高阶的微分方程,会加上其各阶导数的值,有这类约束条件的常微分方程称为初值问题。</p><p class="ql-block">若是二阶的常微分方程,也可能会指定函数在二个特定点的值,此时的问题即为边界值问题。若边界条件指定二点数值,称为狄利克雷边界条件(第一类边值条件),此外也有指定二个特定点上导数的边界条件,称为诺伊曼边界条件(第二类边值条件)等。</p><p class="ql-block">偏微分方程常见的问题以边界值问题为主,不过边界条件则是指定一特定超曲面的值或导数需符定特定条件。</p><p class="ql-block">唯一性</p><p class="ql-block">存在性是指给定一微分方程及约束条件,判断其解是否存在。唯一性是指在上述条件下,是否只存在一个解。</p><p class="ql-block">针对常微分方程的初值问题,皮亚诺存在性定理可判别解的存在性,柯西-利普希茨定理则可以判别解的存在性及唯一性。</p><p class="ql-block">针对偏微分方程,柯西-克瓦列夫斯基定理可以判别解的存在性及唯一性。 皮亚诺存在性定理可以判断常微分方程初值问题的解是否存在。</p><p class="ql-block"><b style="color:rgb(237, 35, 8); font-size:22px;"><i><u>制作不易,求点赞👍~!</u></i></b></p>