微分方程没有普适的求解析解的方法,但对于一些特殊类型的方程已经发展出了一些特殊解法,其中比较常用的一种就是分离变量法。它不仅可以求解常微分方程,还可以求解偏微分方程,因此在数学物理问题的求解中起到了非常重要的作用。 常微分方程 对于常微分方程,若可以写成 的形式,并假设关于x的函数h(x)和g(y)在区间(a,b)上连续且g(y)≠0,则称之为可分离变量方程。上述方程可以写成 这一过程称为分离变量。上式等号左边只显含y而不含x,等号右边只显含x而不含y。两边同时积分就可以得到方程的通解为 偏微分方程 对于偏微分方程,如弦振动方程 若u(x,t)可以写成关于x的一元函数和关于t的一元函数的乘积,即 那么将上式代入原来的方程就可以得到 变形得到 上式等号左边是t的一元函数而与x无关,等号右边是x的一元函数而与t无关,因此只有等号左右两边都为常数等式才能成立。令该常数为μ,则有 即 |
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