高等數(shù)學(工科類專業(yè)適用)教案 4.1.1微分方程及其通解與特解_第1頁
高等數(shù)學(工科類專業(yè)適用)教案 4.1.1微分方程及其通解與特解_第2頁
高等數(shù)學(工科類專業(yè)適用)教案 4.1.1微分方程及其通解與特解_第3頁
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4.1.1微分方程及其通解與特解教學目標: (1)感知并了解微分方程的概念。(2)理解微分方程的階、通解、特解、初始條件等概念;教學重點: 微分方程的基本概念教學難點: 微分方程的通解、特解等概念的理解。授課時數(shù):1課時教學過程過程備注引言介紹本章學習的主要內(nèi)容。教師講授5′知識回顧已知曲線經(jīng)過點(1,3),曲線上任意點M(x,y)處切線的斜率為2x,求曲線的方程. 設曲線方程為.根據(jù)導數(shù)的幾何意義,有.積分得. 其中C是任意常數(shù).由于曲線經(jīng)過點(1,3),故,解得.所以曲線的方程的方程為引導學生回答10′新知識上面的問題中所建立方程的特點是,方程中含有未知函數(shù)的導數(shù)(或微分),其解是函數(shù).像這樣,含有自變量、自變量的未知函數(shù)以及未知函數(shù)的導數(shù)(或微分)的方程叫做微分方程.未知函數(shù)為一元函數(shù)的方程叫做常微分方程.本章內(nèi)只討論常微分方程.如,,,,.出現(xiàn)在微分方程中的未知函數(shù)的最高階導數(shù)的階數(shù)叫做微分方程的階.上述五個方程中,和是二階微分方程,其余三個是一階微分方程.如果將一個函數(shù)代入微分方程,使其成為恒等式,那么,這個函數(shù)叫做這個微分方程的解.由于,故是微分方程的解.但是C是任意常數(shù),表示的不只是一個函數(shù),從幾何意義上看,表示一族拋物線(圖4-1).因為已知曲線過點(1,3),即曲線滿足條件.將條件代入中,得到C=2.故微分方程滿足條件的解為.實際上,曲線是拋物線族中通過點的一條(圖4-1).圖4-1若微分方程的解中含有任意常數(shù),且獨立的任意常數(shù)的個數(shù)等于微分方程的階數(shù)(如),這樣的解叫做微分方程的通解.在通解中,利用給定的條件,確定出任意常數(shù)的值的解(如)叫做微分方程的特解,所給定的條件(如)叫做初始條件.一階微分方程的初始條件一般記成的形式,如.二階微分方程的初始條件一般記成,的形式.教師講授與學生回答相結(jié)合25′知識鞏固例1求微分方程滿足初始條件,的特解. 解將微分方程,兩邊積分,得,(1)兩邊再一次積分,得. (2)將初始條件,代入方程(1)和方程(2),得 解得.因此,微分方程滿足初始條件的特解為. 說明型的微分方程,都可以采用方程兩邊同時積分的手段求解.教師講授30′練習4.1.11.試寫出下列各微分方程的階數(shù).(1); (2); (3);(4)2.求微分方程,,的特解.學生課上完成42′小結(jié)新知識:常微分方程的

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