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常系数线性微分方程

50 分钟

常系数线性微分方程

先识别对象,再选择工具

把微分算子转成特征多项式;根的类型决定齐次解形式,再按右端选特解并处理共振。

读题后先把“已知—所求—约束”写成三行。已知决定对象的结构,所求决定是算值、判敛还是证明,约束决定公式是否合法。强化题真正的分水岭不是记忆公式数量,而是能否在第一分钟排除不适用的方法,并为选中的方法写出成立条件。

陪你完成一个标准模型

y″-3y′+2y=0的特征根1、2,通解C1e^x+C2e^{2x};取C1=C2=1时y(0)=2。

现在停笔复盘:第一处决定路线的信息是什么?每个等号根据哪条定义、定理或代数变形?若删掉一个条件,哪一步最先失效?把答案说清后再继续。微分方程要把解代回原式,多元题要检查区域和变量,级数要区分绝对与条件收敛,曲线曲面积分还要核对方向。

公式/结论卡(可直接提取)

公式: 实单根r对应e^{rx};m重根对应x^k e^{rx}, k=0…m-1;复根α±iβ对应e^{αx}(C1cosβx+C2sinβx)。边界:特解试探式若与齐次解重合,要乘足够次x。

抄卡片时不可只留主公式,必须保留符号、条件、方向或区域以及失效边界。公式是压缩后的推理链,不是脱离前提的口令。复习时遮住正文,凭这张卡重做模型;若无法说明每个符号指什么,就回到上一段补齐,而不是机械多抄一遍。

易错点与独立反查

第一类错误是对象混淆,例如把偏导存在当成可微、把通项趋零当成级数收敛;第二类是边界遗漏,例如换序不重画区域、Green公式不检查方向;第三类是算完不验。数值结果至少用代回、求导、量级、对称性或特殊点中的一种独立检查,证明题则尝试构造反例检查条件必要性。

迁移任务

求y″+y=sinx的特解形式,先识别共振再乘x。

页面配有单选、多选和计算题。选择题逐项写成立或失效的理由;计算题保留识型、关键公式、边界处理、结果与反查。24小时后闭卷重做计算题,七天后与本章另外两节混合限时。错题只记录第一处错误及修正动作,避免抄一页看似完整却无法迁移的答案。

本节严格验收

合上正文,用一分钟讲清“题型信号—适用条件—完整路线—检查方法”。再把模型中的常数、区域或方向改掉,判断原路线是否仍然有效。能处理这个小变式,才算掌握;只能复述原题结论,则回到公式卡补上缺失边界。

Practice

本课练习

3

先独立作答再提交;编程题会在隔离沙箱中真实编译、运行并对拍。

1计算题:常系数线性微分方程 3

示例组合在0处值是多少?

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2单选题:常系数线性微分方程 3

特征根决定什么?

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3多选题:常系数线性微分方程 3

常系数方程需处理?

多选题:必须选全正确项,漏选或多选均不得分。

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