微分方程的幂级数解法.ppt

,第十一节,微分方程的幂级数解法,一、一阶微分方程问题,二、二阶齐次线性微分方程问题,微分方程解法:,积分法,只能解一些特殊类型方程,幂级数法,本节介绍,数值解法,计算数学内容,本节内容:,第七章,一、问题的提出,解不能用初等函数或其积分式表达.,寻求近似解法:,幂级数解法;,数值解法.,卡比逐次逼近法;,二、特解求法,问题,假设所求特解可展开为的幂级数,解,例1,比较恒等式两端x的同次幂的系数,得,小结:,无初始条件求解,(C是任意常数),定理,三、二阶齐次线性方程幂级数求法,作法,比较恒等式两端x的同次幂的系数,确定y.,解,例2,原方程的通解,例3.,的一个特解.,解:,设特解为,代入原方程整理得,比较系数得:,可任意取值,因是求特解,故取,从而得,当n4时,因此,注意到:,此题的上述特解即为,例4.,解:,求解勒让德(Legendre)方程,展成幂级数,满足定理条件(因其特点不用具体展开它).,设方程的解为,代入:,整理后得:,比较系数,得,例如:,于是得勒让德方程的通解:,上式中两个级数都在(1,1)内收敛,可以任意取,它们是方程的,两个线性无关特解.,四、小结,微分方程解题思路,一阶方程,高阶方程,分离变量法,全微分方程,常数变易法,特征方程法,待定系数法,非全微分方程非变量可分离,幂级数解法,降阶,作变换,作变换,积分因子,思考题,什么情况下采用“幂级数”解法求解微分方程？,思考题解答,当微分方程的解不能用初等函数或其积分表达时,常用幂级数解法.,练习题,练习题答案,