全微分方程是什么,怎么求解?

如题所述

就是对所以字母都求导。

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:

全微分方程的判别与求解

①如何判别方程(1)为全微分方程,这个问题在数学内早有结论,即

方程(1)是全微分方程的充分必要条件是在矩形域  内成立。

②如果已判定方程(1)为全微分方程,如何求出相应全微分的原函数  ,这个问题在数学分析中也已经得到解决,最常用的方法是不定积分法。

因为所求的原函数  适应方程组

首先由第一个式子出发,把  看成参数,两边对  积分,得

其中 是  的任意可微函数,而且要选择适当的  ,使  满足第二个式子。为此,将其代入第二个等式得

两边对  积分,即可得到  ,再代回之前的积分,即可得到  。

但对于某些特殊的全微分方程,为了求出相应全微分的原函数,还可以采用相对简单的“分组凑全微分”的方法,即把方程的左端各项进行重新组合,使每个组的原函数容易观察得出,从而可以写出  。

而对于不是全微分的方程,可以采用积分因子使其成为全微分方程,再根据以上方法求解。

参考资料:百度百科-全微分方程

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第1个回答  2023-08-31
全微分方程是描述多元函数之间的微分关系的方程。全微分方程中包含多个变量,并通过这些变量之间的微分关系来描述函数的变化。
对于一个二元函数f(x, y),如果存在函数的偏导数∂f/∂x和∂f/∂y,那么全微分方程可以表示为:
df = (∂f/∂x)dx + (∂f/∂y)dy
其中,dx和dy是自变量x和y的微小变化量。全微分方程的求解就是找到满足这个方程的函数f(x, y)。
下面以一个具体的全微分方程为例进行讲解:
例子:求解方程df = x^2dx + 2ydy
首先,看到方程中有x和y的一次幂,我们可以猜测函数f(x, y)可能是由x^3和y^2组成的。
令f(x, y) = (1/3)x^3 + y^2
计算这个函数的偏导数:
∂f/∂x = x^2
∂f/∂y = 2y
将上述偏导数代入全微分方程df = (∂f/∂x)dx + (∂f/∂y)dy中:
x^2dx + 2ydy = (∂f/∂x)dx + (∂f/∂y)dy
x^2dx + 2ydy = x^2dx + 2ydy
可以看到左右两边相等,所以函数f(x, y) = (1/3)x^3 + y^2是方程的一个解。
需要注意的是,这个解是假设函数形式后进行验证的结果。在实际的求解全微分方程中,可能需要应用更复杂的数学方法,如积分和代数运算等。
总结起来,求解全微分方程需要根据方程中的变量和微分形式,猜测函数的形式,并验证是否满足原方程。本回答被网友采纳
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