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微积分下 05 - 高阶线性微分方程

线性微分方程解的结构#

首先考虑二阶齐次线性方程

y+P(x)y+Q(x)y=0y''+P(x)y'+Q(x)y=0

那么我们有定理

y1(x),y2(x)是以上方程的两个解,那么y0=C1y1x+C2y2(x)也是方程的解C1,C2为任意常数\begin {aligned} &若y_1(x),y_2(x)是以上方程的两个解,那么\\ &y_0=C_1y_1{x}+C_2y_2(x)也是方程的解\\ &C_1,C_2为任意常数 \end {aligned}

也有定理

如果y1(x),y2(x)为方程两个线性无关的特解,那么y=C1y1(x)+C2y2(x)就是方程的通解C1,C2为任意常数\begin {aligned} &如果y_1(x),y_2(x)为方程两个线性无关的特解,那么\\ &y=C_1y_1(x)+C_2y_2(x)就是方程的通解\\ &C_1,C_2为任意常数 \end {aligned}

你可能注意到了表述上的差异,实际上,不难发现这与线性代数类似,n阶线性微分方程对应的解空间最大也是n维的

因此我们也可以把这两个定理推广到n阶齐次线性方程

函数的线性关系#

对于一组函数y1,...,yny_1,...,y_n如果存在不全为0的常数k1,...,knk_1,...,k_n,使得

i1nkiyi=0\sum_{i-1}^n{k_iy_i}=0

那么称这组函数线性相关。否则,即只存在全为0的常数使其成立,那么称为线性无关

类似线性代数

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微积分下 05 - 高阶线性微分方程
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作者
两只鸽子
发布于
2026-03-15
许可协议
CC BY-NC-SA 4.0

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