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lgycjpcqu

金虫 (正式写手)

[求助] 常微分方程解析解 已有2人参与

如图所示形式的二阶常微分方程边值问题,我用MATLAB可以求得数值解,但是老板需要解析解,请教各位数学专业虫友,这个方程的解析解该怎么求,里面除了I和X其它变量全部按照常数处理,多谢啦!
常微分方程解析解
方程.jpg
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feixiaolin

荣誉版主 (文坛精英)

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【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
感谢参与,应助指数 +1
lgycjpcqu: 金币+10, ★★★很有帮助, 好像C[2]不等于1,形式就是比较复杂,很感谢您! 2013-12-21 10:57:35
用mathematic
DSolve[y''[x] –q*y'[x] + p*y[x]* y'[x] == 0, y[x], x]
常微分方程解析解-1
66.JPG
图中的常数C[1], C[2]等,根据边界条件确定。

» 本帖已获得的红花(最新10朵)

2楼2013-12-20 16:07:15
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lgycjpcqu

金虫 (正式写手)

送红花一朵
引用回帖:
2楼: Originally posted by feixiaolin at 2013-12-20 16:07:15
用mathematic
DSolve

66.JPG
图中的常数C, C等,根据边界条件确定。...

感谢您的回复,我采用MATLAB的符号运算也可以得到该结果,但是形式过于复杂,边界条件带入后无法导出C1和C2两个常数,用MATLAB的solve求解显示”Unable to find closed form solution“,还希望您再指点一下,谢谢啊!
3楼2013-12-20 16:51:55
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feixiaolin

荣誉版主 (文坛精英)

优秀版主

引用回帖:
3楼: Originally posted by lgycjpcqu at 2013-12-20 16:51:55
感谢您的回复,我采用MATLAB的符号运算也可以得到该结果,但是形式过于复杂,边界条件带入后无法导出C1和C2两个常数,用MATLAB的solve求解显示”Unable to find closed form solution“,还希望您再指点一下,谢谢 ...

x=1, y=0, 易知 C[2]=-1;
代入x=0, y=1, 易知 C[1]=就好求了。
4楼2013-12-20 17:10:17
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peterflyer

木虫之王 (文学泰斗)

peterflyer


【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
感谢参与,应助指数 +1
lgycjpcqu: 金币+10, ★★★很有帮助, 十分感谢您给的推导,小小金币不成敬意 2013-12-21 10:58:26
令u=dI/dx, 故d^2I/dx^2=du/dI*u
带入原方程:du/dI*u=u*(q-p*I)
若u≠0,则  du=(q-p*I)*dI
     u=q*I-p*I^2/2+C'   , C'为积分常数。
所以:dI/sqrt{q*I-p*I^2/2+C'}=dx
积分后得到: sqrt(2/p)*arc{I/C-q/(C*p)}=x+D  ,
   C、D均为积分常数。
由边界条件,确定出C、D后,代回原方程即得方程的解。
5楼2013-12-20 21:17:30
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peterflyer

木虫之王 (文学泰斗)

peterflyer


【答案】应助回帖

上贴中书写出现错误,应为:
     .........
     积分后得到: sqrt(2/p)*arcSin{I/C-q/(C*p)}=x+D  
        ..........

特此更正。
6楼2013-12-20 21:20:25
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