指数复合函数的求导与欧拉方程

博客介绍了指数复合函数的求导公式,如[f(et)]′=f′(et)∗et ,还阐述了欧拉方程 xn∗y(n)+P1∗xn−1∗y(n−1)+……+Pn−1∗xn−1∗y′+Pny=f(x) 。通过令 x=et ,可将 y 对 x 的欧拉方程转化为 y 对 t 的常系数微分方程,一般二阶方程代入相关式子即可求解。

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指数复合函数的求导与欧拉方程:

[f(et)]′=f′(et)∗et [f(e^t)]'=f'(e^t)*e^t[f(et)]=f(et)et

xn∗y(n)+P1∗xn−1∗y(n−1)+……+Pn−1∗xn−1∗y′+Pny=f(x)x ^ { n }*y^{(n)}+P_{1}*x ^ { n-1}*y^{(n-1)}+……+P_{n-1}*x ^ { n-1}*y'+P_{n}y^=f(x)xny(n)+P1xn1y(n1)++Pn1xn1y+Pny=f(x)

∑k=0npkxky(k)=f(x) \sum_{k=0}^{n}p_kx^ky^{(k)}=f(x) k=0npkxky(k)=f(x)

令x=et,则有:{xdydt=dydt=ddty=Dyx2d2ydx2=d2ydt2−dydt令x=e^t ,则有: \begin{cases} x\frac{dy}{dt}=\frac{dy}{dt}=\frac{d}{dt}y=Dy\\ x^2\frac{d^2y}{dx^2}=\frac{d^2y}{dt^2}-\frac{dy}{dt}\\ \end{cases}x=et,{xdtdy=dtdy=dtdy=Dyx2dx2d2y=dt2d2ydtdy

一般的:xky(k)=D(D−1)……(D−K+1)y 一般的:x^ky^{(k)}=D(D-1)……(D-K+1)y xky(k)=D(D1)(DK+1)y

对于一般的二阶方程,将以上式子带入即可求解。

将y对x的欧拉方程→变为y对t的常系数微分方程 {\boxed{将y对x的欧拉方程}} \rightarrow {\boxed{变为y对t的常系数微分方程}} yxyt

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