摘要:首先簡要介紹了拉普拉斯變換知識,總結(jié)了用拉普拉斯變換求線性常系數(shù)微分方程初值問題的常用解題步驟,最后通過三個典型例題來利用拉普拉斯變換求線性常系數(shù)微分方程的初值問題。
關(guān)鍵詞:高等數(shù)學;拉普拉斯變換;常微分方程
引言
求解線性常系數(shù)微分方程的初值問題,通常有三種方法[1]:(1)先求出對應(yīng)齊次線性微分方程的基本解,再用待定系數(shù)法求出非齊次線性微分方程的一個特解,從而得到非齊次線性微分方程的通解 ,最后代入初始條件,確定 個任意常數(shù) ,從而得到其初值解 。(2)先求出對應(yīng)齊次線性微分方程的基本解,再用常數(shù)變易法求出非齊次線性微分方程的一個特解,從而得到非齊次線性微分方程的通解 ,最后代人初始條件,確定 個任意常數(shù) ,從而得到其初值解 。(3)用拉普拉斯變換,直接求解。本文研究用拉普拉斯變換直接求線性常系數(shù)微分方程的初值問題。
1預(yù)備知識
1.1本文用到的拉普拉斯變換公式[2]
2拉普拉斯變換求線性常系數(shù)微分方程初值問題的基本步驟
拉普拉斯變換求解線性常系數(shù)微分方程初值問題,一般分三個步驟:
(1)微分方程兩邊取拉普拉斯變換,同時結(jié)合初始條件,將微分方程轉(zhuǎn)化為關(guān)于象函數(shù)的代數(shù)方程;
(2)解象函數(shù)滿足的代數(shù)方程,求出象函數(shù);
(3)象函數(shù)兩邊取拉普拉斯逆變換,從而求出原微分方程的解[5]。
高職高專院校人才培養(yǎng)的目標是培養(yǎng)適應(yīng)管理、服務(wù)、生產(chǎn)、建設(shè)第一線需要的,德智體美勞全面發(fā)展的高技術(shù)應(yīng)用性人才[6]。數(shù)學是為專業(yè)課服務(wù)的,因此學生學習數(shù)學的主要目的是使用數(shù)學解決專業(yè)問題。拉普拉斯變換求線性常系數(shù)微分方程的初值問題時,不用學習線性微分方程的通解結(jié)構(gòu)的理論,這樣可以節(jié)約學生們的學習時間。因此,用拉普拉斯變換求線性常系數(shù)微分方程的初值問題,對數(shù)學理論要求不是很高的理工類學生們來說,非常適合。拉普拉斯變換是高職高專院校理工類專業(yè)課的重要工具,在工程技術(shù)中有著重要的應(yīng)用。如電氣類專業(yè)中,自動控制系統(tǒng)里,大量的應(yīng)用拉普拉斯變換來解決專業(yè)問題。
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作者簡介:錢小慧(1980-),女,云南人,云南機電職業(yè)技術(shù)學院講師,理學碩士,主要從事高等數(shù)學教學工作。