主頁

齊次微分方程

齊次微分方程線上求解器,輸入 F(v) 與初值,自動作 v=y/x 代換化為可分離方程並數值求解,附步驟,適合一階常微分方程練習。

展開更多 ▾
dy/dx = F(y/x), 令 v = y/x
右端,用 v 表示
初始 x(應 >0)
初始 y(x₀)
求解終點

📖 使用教學|齊次微分方程

一、定義
若方程 dy/dx 能寫成 y/x 的函數 F(y/x),稱為齊次微分方程。令 v=y/x 即可化為可分離變數方程。
二、符號說明
符號意義
vy/x 的新變數
F(v)右端關於 v 的函數
y = vx代換關係
三、本工具的原理
  • 令 v = y/x,則 y = vx,dy/dx = v + x·dv/dx;
  • 代入得 v + x dv/dx = F(v),即 dv/(F(v)−v) = dx/x;
  • 這是可分離變數方程,積分後回代 v=y/x;
  • 本工具直接對 dy/dx=F(y/x) 用歐拉法數值求解。
四、操作步驟
  1. 把右端整理成只含 y/x 的形式 F(v);
  2. 輸入 F(v)、初值 x₀,y₀ 與目標 x₁;
  3. 點擊計算查看代換過程與數值解。
五、範例
範例:dy/dx = y/x,y(1)=2。令 v=y/x,則 v+x dv/dx = v,得 dv/dx=0,v=C=2,y=2x。數值解 y(2)=4,與精確解一致。
六、易錯點
必須能把右端寫成 y/x 的一元函數,否則不是齊次;
x₀ 不能為 0(y/x 無定義);
回代時記得 v=y/x,不要把 v 當 y。

❓ 常見問題|齊次微分方程

什麼樣的方程是齊次方程?
右端能寫成 y/x 的一元函數,即所有項次數相同。
為什麼令 v=y/x?
代換後方程只含 v 和 x,且可分離變數。
x₀ 為什麼不能為 0?
因為 y/x 在 x=0 處無定義,代換失效。
本工具是精確解嗎?
本工具用歐拉法做數值近似,精確解需分離變數後積分。
支援哪些函數?
右端 F(v) 用 v 表示,支援常見初等函數,乘號不能省略。