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一阶线性微分方程通解

一阶线性微分方程的通解可以根据方程的具体形式分为两种情况来讨论:

一阶齐次线性微分方程

对于形如 $y' + p(x)y = 0$ 的一阶齐次线性微分方程,其通解形式为:

$$y = Ce^{-\int p(x) \, dx}$$

其中 $C$ 是任意常数。

一阶非齐次线性微分方程

对于形如 $y' + p(x)y = Q(x)$ 的一阶非齐次线性微分方程,其通解可以通过常数变易法求得。首先求出对应的齐次方程 $y' + p(x)y = 0$ 的通解,然后将常数 $C$ 替换为关于 $x$ 的函数 $u(x)$,最后将 $u(x)$ 代入原方程求解。通解形式为:

$$y = e^{-\int p(x) \, dx} \left( \int Q(x) e^{\int p(x) \, dx} \, dx + C \right)$$

其中 $C$ 是任意常数。

总结:

一阶齐次线性微分方程的通解为 $y = Ce^{-\int p(x) \, dx}$。

一阶非齐次线性微分方程的通解为 $y = e^{-\int p(x) \, dx} \left( \int Q(x) e^{\int p(x) \, dx} \, dx + C \right)$。

建议在实际应用中,首先判断方程是齐次还是非齐次,然后选择合适的求解方法。对于齐次方程,直接使用常数变易法即可求得通解;对于非齐次方程,需要先求出齐次方程的通解,再通过常数变易法求得非齐次方程的通解。

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