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齊次方程

鎖定
齊次方程(homogeneous function)是數學的一個方程,是指簡化後的方程中所有非零項的指數相等,也叫所含各項關於未知數的次數。其方程左端是含未知數的項,右端等於零。通常齊次方程是求解問題的過渡形式,化為齊次方程後便於求解。
中文名
齊次方程
外文名
homogeneous function
類    型
齊次線性方程,齊次微分方程
學    科
數學
解    法
化為可分離變量的微分方程
特    點
右端等於零

目錄

齊次方程定義

齊次方程

1、所含各項關於未知數具有相同次數的方程,例如
等。它們的左端,都是未知數齊次函數齊次多項式。2、右端為零的方程(組)亦稱為齊次方程(組),例如線性齊次(代數)方程組齊次微分方程等。

齊次方程

1、線性方程乘積的導數
等等為線性方程當
時稱為齊次方程。
2、如果一個一階微分方程
中的函數
可寫成
的函數,即
,則這個方程是齊次方程。

齊次方程釋義

“齊次”從詞面上解釋是“次數相等”的意思。
微分方程中有兩個地方用到“齊次”的叫法:
1、形如
的方程稱為“齊次方程”,這裏是指方程中每一項關於x、y的次數都是相等的,例如
都算是二次項,而
算0次項,方程
中每一項都是0次項,所以是“齊次方程”。
2、形如y''+py'+qy=0的方程稱為“齊次線性方程”,這裏“齊次”是指方程中每一項關於未知函數y及其導數y',y'',……的次數都是相等的(都是一次),方程中沒有自由項(不包含y及其導數的項),“線性”則表示導數之間是線性運算(簡單地説就是各階導數之間的只能加減),比如方程y''+py'+qy=x就不是“齊次”的,因為方程右邊的項x不含y及y的導數,是關於y,y',y'',……的0次項,因而就要稱為“非齊次線性方程”,方程yy'=1也不是,因為它首先不是線性的。
另外在線性代數裏也有“齊次”的叫法,例如
稱為二次齊式,即二次齊次式的意思,因為f中每一項都是關於x、y的二次項。

齊次方程形式

如果一階微分方程
中的函數
可寫成
的函數,即
,則稱這方程為齊次方程。例如
是齊次方程,因為其可化為

齊次方程特點解法

(1)特點:方程中每一項的次方相同,且都可以化為一般形式
(2)解法:令
,即
,則
,於是原方程可化為
,即
,成為可分離變量的微分方程,求解後再用
代替
即得原方程的通解。 [1] 

齊次方程微分方程

形如方程
其中
為常數,且
.當
時,令
,由
解出h與k,可將原方程化為齊次方程
時,即
,可設
,代入原方程後可化為可分離變量的微分方程,既有
參考資料
  • 1.    張天德,劉長文編.高等數學同步精講.濟南:山東科學技術出版社,2012.10:206-207