可降阶的高阶微分方程

将特殊的高阶微分方程降阶为一阶微分方程

一、情形 1

y(n)=f(x)

只需要接连积分 n 次,得到含有 n 个任意常数的通解

二、情形 2

y″=f(x,y′)
  1. 设 y′=p,则有 y″=dpdx=p′
  2. p′=f(x,p),为一阶微分方程,求得通解 p=φ(x,C1)
  3. 进一步得到一阶微分方程 dydx=φ(x,C1),直接进行积分,得到通解

三、情形 3

y″=f(y,y′)

没有显式出现自变量,令 y′=p,则进一步有:

y″=dpdx=dpdydydz=pdpdy

则得到可分离变量的一阶微分方程:

pdpdy=f(y,p)

分离并积分得到通解