可化为齐次方程的方程
2025年09月17日
二、可化为齐次方程的方程
方程
当C=C1=0时是齐次方程,否则不是齐次方程.
在非齐次方程情况下想借助于齐次方程解决,解题基本思路是首先替换变量,即
其中h及k是待定常数.
此时,原方程化为
要使方程(5)为Y关于X的齐次方程,只须选取适当h和k,使
(1)当ab1≠a1b时,由克拉默法则可解出唯一的h及k满足上述条件.
此时方程(5)化为齐次方程
求出它的通解,再以x-h代替X,以y-k代替Y,便得原方程的通解.
(2)当ab1=a1b时,可令=λ,那么原方程(3)可写为
引入新的未知函数v=ax+by,可得
于是,原方程变为
为可分离变量型方程.
以上所介绍的方法可用于更一般的方程,即
例2 解方程(x-y+1)dx-(x+y-3)dy=0.
解 方程化为
令x=X+h,y=Y+k,代入上式得
令h,k满足方程
解得h=1,k=2,所以
x=X+1,y=Y+2,
因此,原方程化为
是齐次方程.可令u=,则
代入,整理得
分离变量,得
两边积分,得
即
Y2+2 XY-X2=C.
以X=x-1和Y=y-2代回,得原方程通解为
(y-2)2+2(x-1)(y-2)-(x-1)2=C (C为任意常数).