什么是全微分方程?
全微分方程,又称恰当方程。若存在一个二元函数u(x,y)使得方程M(x,y)dx+N(x,y)dy=0的左端为全微分,即M(x,y)dx+N(x,y)dy=du(x,y),则称其为全微分方程。全微分方程的充分必要条件为?M/?y=?N/?x。为了求出全微分方程的原函数,可以采用不定积分法和分组法,对于不是全微分方程,也可以借助积分因子使其成为全微分方程,再通过以上方法求解。
什么是一阶全微分方程?
一阶全微分方程就是指只有一阶导数或微分的微分方程,数学中的线性运算是指加减或乘以常数的运算。而在微分方程中,自变量对未知函数y而言相当于常数,微分方程中的线性是指未知函数y和它的各阶导数或微分只有加减或只是乘以自变量或自变量的函数。而未知函数y和它的各阶导数或微分之间没有相乘或其他形式的运算或函数形式
当Q(x)≡0时,方程为y’+P(x)y=0,这时称方程为一阶齐次线性微分方程。(因为y’是关于y及其各阶导数的1次的,P(x)y是一次项,它们同时又是关于x及其各阶导数的0次项,所以为齐次。)
当Q(x)≠0时,称方程y’+P(x)y=Q(x)为一阶非齐次线性微分方程。(由于Q(x)中未含y及其导数,所以是关于y及其各阶导数的0次项,因为方程中含一次项又含0次项,所以为非齐次。)。
怎么求全微分?
如果函数z=f(x, y) 在(x, y)处的全增量
Δz=f(x+Δx,y+Δy)-f(x,y)
可以表示为
Δz=AΔx+BΔy+o(ρ),
其中A、B不依赖于Δx, Δy,仅与x,y有关,ρ趋近于0(ρ=√[(Δx)2+(Δy)2]),此时称函数z=f(x, y)在点(x,y)处可微分,AΔx+BΔy称为函数z=f(x, y)在点(x, y)处的全微分,记为dz即
dz=AΔx +BΔy
该表达式称为函数z=f(x, y) 在(x, y)处(关于Δx, Δy)的全微分。
扩展资料:
在微分的学习中,我们接触的只是对一元一次方程或者是一元高次方程的求导,也就是说,函数值y只与变量x有关系,我们接触到了多元方程,函数值不仅仅与x有关,还与其他变量有关,例如:f(x)=3x-5y+7z.这样。微分的概念在这里就变得模糊了,因为要表达函数值的变化情况,单单求其中一个变量已经不够了,于是引进了偏微分与全微分的概念,偏微分表示函数值在某“一个”方向上的变化情况,只需对其中的一个变量求微分即可;而全微分则是表示函数值对所有的变量的变化情况,需要对所有的变量求微分。
热力学全微分方程?
热力学第一定律的全微分可以理解为,z=f(x,y)的两个偏导数f’x(x,y),f’y(x,y)分别与自变量的增量△x,△y乘积之和 f’x(x,y)△x+f’y(x,y)△y 若该表达式与函数的全增量△z之差, 当ρ→0时,是ρ() 的高阶无穷小, 那末该表达式称为函数z=f(x,y)在(x,y)处(关于△x,△y)的全微分。
全微分方程表达式和物理意义?
是不是指得这个公式: 方程udx+vdy=0如果满足du/dy=dv/dx则为全微分方程(简便起见偏导我也用导数表示了),其通解为∫udx+∫vdy=0。
这个没什么好推导的,直接带进去就行了。对原方程两端同时乘以du/dy,注意到du/dy=dv/dx,原式可化为udv+vdu=0,注意到d(uv)=udv+vdu,所以原式可化为d(uv)=0,直接积分就可得uv=C为原方程的通解,其中C为待定常数,等价于∫udx+∫vdy=0。全微分方程之所以被叫做全微分方程,就是因为方程可以化为d(f(x,y))=0的形式,也就是说可以化为二元函数f(x,y)的全微分等于0的形式,方程通解就是f(x,y)=C。一般情况下解全微分方程没有用公式的,只要你把方程化为d(f(x,y))=0的形式,那么通解就是f(x,y)=C。
全微分方程的判定?
若P(x,y)dx+Q(x,y)dy=du(x,y),则称Pdx+Qdy=0为全微分方程,显然,这时该方程通解为u(x,y)=C(C是任意常数).
根据二元函数的全微分求积定理:设开区域G是一单连通域,函数P(x,y),Q(x,y)在G内具有一阶连续偏导数,则P(x,y)dx+Q(x,y)dy在G内为某一函数u(x,y)的全微分的充要条件是P'(y)=Q'(x),在G内恒成立.
例:判断方程(3x26xy2)dx+(4y3+6x2y)dy=0是否全微分方程,并求其通解
(3x^2+6xy^2)dx+(4y^3+6x^2y)dy=0,
P=3x^2+6xy^2,Q=4y^3+6x^2y,
δP/δy=12xy=δQ/δx,
所以这是全微分方程,
u(x,y)=∫[0,x](3x^2+6xy^2)dx+∫[0,y]4y^3dy
=x^3+3x^2y^2+y^4,
方程通解:x^3+3x^2y^2+y^4=C.