什么是微分方程?
微分方程的概念,详细介绍如下:
一、微分方程介绍:
1、微分方程是指含有未知函数及其导数的关系式,解微分方程就是找出未知函数,微分方程是伴随着微积分学一起发展起来的。微积分学的奠基人著作中都处理过与微分方程有关的问题。微分方程的应用十分广泛,可以解决许多与导数有关的问题。
2、物理中许多涉及变力的运动学动力学问题,如空气的阻力为速度函数的落体运动等问题,很多可以用微分方程求解,此外微分方程在化学,工程学,经济学和人口统计等领域都有应用。
3、数学领域对微分方程的研究着重在几个不同的面向,但大多数都是关心微分方程的解,只有少数简单的微分方程可以求得解析解,不过即使没有找到其解析解,仍然可以确认其解的部分性质。
4、在无法求得解析解时,可以利用数值分析的方式,利用电脑来找到其数值解,动力系统理论强调对于微分方程系统的量化分析,而许多数值方法可以计算微分方程的数值解,且有一定的准确度。
二、约束条件:
1、微分方程的约束条件是指其解需符合的条件,依常微分方程及偏微分方程的不同,有不同的约束条件。
2、常微分方程常见的约束条件是函数在特定点的值,若是高阶的微分方程,会加上其各阶导数的值,有这类约束条件的常微分方程称为初值问题。
3、若是二阶的常微分方程,也可能会指定函数在二个特定点的值,此时的问题即为边界值问题。若边界条件指定二点数值,称为狄利克雷边界条件,此外也有指定二个特定点上导数的边界条件,称为诺伊曼边界条件等。
4、偏微分方程常见的问题以边界值问题为主,不过边界条件则是指定一特定超曲面的值或导数需符定特定条件。