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一阶微分方程解法的研究论文

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一阶微分方程解法的研究论文

1.变分法这是拉格朗日最早研究的领域,以欧拉的思路和结果为依据,但从纯分析方法出发,得到更完善的结果。他的第一篇论文“极大和极小的方法研究”(Recherches sur la méthode demaximis et minimies)是他研究变分法的序幕; 1760年发表的“关于确定不定积分式的极大极小的一种新方法”(Essai d'unenouvelle méthode pour déterminer les maxima et les minima desformules integrales indéfinies)是用分析方法建立变分法的代表作。发表前写信给欧拉时,称此文中的方法为“变分方法”(themethod of variation)。欧拉肯定了,并在他自己的论文中正式将此方法命名为“变分法”(the calculus of variation)。变分法这个分支才真正建立起来。拉格朗日方法是对积分进行极值化,函数y=y(x)待定。他不像欧拉和前人用改变极大或极小化曲线的个别坐标的办法,而是引进通过端点(x1,y1),(x2,y2)的新曲线y(x)+δy(x),δy(x)叫曲线y(x)的变分。J相应的增量△J按δy,δy′展开的一、二阶项叫一次变分δJ和二次变分δ2J。他用分析方法证明了δJ为零的必要条件就是欧拉方程他达继续讨论了端点变动时的情况以及两个自变量的重积分的情况,使这个分支继续发展。1770年以后,拉格朗日达研究了被积函数f包含高阶导数的单重和多重积分时的情况,已发展成为变分法的标准内容。2.微分方程早在都灵时期,拉格朗日就对变系数常微分方程研究做出重大成果。他在降阶过程中提出了以后所称的伴随方程,并证明了非齐次线性变系数方程的伴随方程的伴随方程,就是原方程的齐次方程。他还把欧拉关于常系数齐次方程的结果推广到变系数情况,证明了变系数齐次方程的通解可用一些独立特解乘上任意常数相加而成;而且在知道方程的m个特解后,可以把方程降低m价。在柏林时期,他对常微分方程的奇解和特解做出历史性贡献,在1774年完成的“关于微分方程特解的研究”(Sur les intégralesparticulieres des equations différentielles)中系统地研究了奇解和通解的关系,明确提出由通解及其对积分常数的偏导数消去常数求出奇解的方法;还指出奇解为原方程积分曲线族的包络线。当然,他的奇解理论还不完善,现代奇解理论的形式是由G.达布(Darboux)等人完成的。常微分方程组的研究在当时结合天体力学中的课题进行。拉格朗日在1772年完成的“论三体问题”(Essai sur le problémedes trois corps)中,找出了三体运动的常微分方程组的五个特解:三个是三体共线情况;两个是三体保持等边三角形;在天体力学中称为拉格朗日平动解。他同拉普拉斯一起完善的任意常数变异法,对多体问题方程组的近似解有重大作用,促进了摄动理论的建立。拉格朗日是一阶偏微分方程理论的建立者,他在1772年完成的。“关于一阶偏微分方程的积分”(Sur l'integration des équationau differences partielles du premier order)和1785年完成的“一阶线性偏微分方程的一般积分方法”(Méthode génèrale pourintégrer les equations partielles du premier order lorsque cesdifferences ne sont que linèaires)中,系统地完成了一阶偏微分方程的理论和解法。他首先提出了一阶非线性偏微分方程的解分类为完全解、奇解、通积分等,并给出它们之间的关系。还对形如的非线性方程,化为解线性方程后来又进一步证明了解线性方程Pp+Qq=R(P,Q,R为x,y,z的函数)与解等价,而解式又与解常微分方程组等价。至今仍称为拉格朗日方程。有趣的是,由上面已可看出,一阶非线性偏微分方程,可以化为解常微分方程组。但拉格朗日自己却不明确,他在1785年解一个特殊的一阶偏微分方程时,还说不能用这种方法,可能他忘记了自己在1772年的结果。现代也有时称此方法为拉格朗日方法,又称为柯西(Cauchy)的特征方法。因拉格朗日只讨论两个自变量情况,在推广到n个自变量时遇到困难,而后来由柯西在1819年克服。3.方程论18世纪的代数学从属于分析,方程论是其中的活跃领域。拉格朗日在柏林的前十年,大量时间花在代数方程和超越方程的解法上。他在代数方程解法中有历史性贡献。在长篇论文“关于方程的代数解法的思考”(Réflexions sur le resolution algébrique desequations,《全集》Ⅲ, pp 205—421)中,把前人解三、四次代数方程的各种解法,总结为一套标准方法,而且还分析出一般三、四次方程能用代数方法解出的原因。三次方程有一个二次辅助方程,其解为三次方程根的函数,在根的置换下只有两个值;四次方程的辅助方程的解则在根的置换下只有三个不同值,因而辅助方程为三次方程。拉格朗日称辅助方程的解为原方程根的预解函数(是有理函数)。他继续寻找5次方程的预解函数,希望这个函数是低于5次的方程的解,但没有成功。尽管如此,拉格朗日的想法已蕴含着置换群概念,而且使预解(有理)函数值不变的置换构成子群,子群的阶是原置换群阶的因子。因而拉格朗日是群论的先驱。他的思想为后来的.阿贝尔(Abel)和E.伽罗瓦(Galois)采用并发展,终于解决了高于四次的一般方程为何不能用代数方法求解的问题。拉格朗日在1770年还提出一种超越方程的级数解法。设p为方程,这就是后来在天体力学中常用的拉格朗日级数。他自己没有讨论收敛性,后来由柯西求出此级数的收敛范围。4.数论拉格朗日到柏林初期就开始研究数论,第一篇论文“二阶不定问题的解”(Sur la solution des problémès in détèrminésdu seconde degrés)和送交都灵《论丛》的“一个算术问题的解”(Solution d'un problème d'arithmetique)中,讨论了欧拉多年从事的费马(Fermat)方程x2-Ay2=1(x,y,A为整数),不定问题解的新方法”(Nouvelle méthode pour resoudveles problèmes indéteminés en nombres entiers)中得到更一般的费马方程x2-Ay2=B(B也为整数)(10)的解。还讨论了更广泛的二元二次整系数方程ax2+2bxy+cy2+2dx+2ey+f=0,(11)并解决了整数解问题。拉格朗日还在1772年的“一个算术定理的证明”(De monstration d'un théorème d'arthmétique,《文集》Ⅲ,pp。189—201)中,把欧拉40多年没有解决的费马另一猜想“一个正整数能表示为最多四个平方数的和”证明出来。在1773年发表的“质数的一个新定理的证明”(Démonstation d'un theorem nouveau concernant les nombres premiers)中,证明了著名的定理:n是质数的充要条件为(n-1)!+1能被n整除。拉格朗日不仅有大量成果,还在方法上有创新。如在证明式研究”(Recherches d'arithmétiques,《文集》Ⅲ,pp。695—795)中,研究式解时采用的方法和结果,是二次型理论的基本文献。5.函数和无穷级数同18世纪的其他数学家一样,拉格朗日也认为函数可以展开为无穷级数,而无穷级数则是多项式的推广。他还试图用代数建立微积分的基础。在他的《解析函数论……》(《文集》Ⅸ)中,书名上加的小标题“含有微分学的主要定理,不用无穷小,或正在消失的量,或极限与流数等概念,而归结为代数分析艺术”,表明了他的观点。由于回避了极限和级数收敛性问题,当然就不可能建立真正的级数理论和函数论,但是他们的一些处理方法和结果仍然有用,他们的观点也在发展。拉格朗日就在《解析函数论……》中,第一次得到微分中值定理(书中第六章)f(b)-f(a)=f′(c)(b-a)(a≤c≤b),后面并用它推导出泰勒(Taylor)级数,还给出余项Rn的具体表达式(第二十章)Rn就是著名的拉格朗日余项形式。他还着重指出,泰勒级数不考虑余项是不能用的。虽然他还没有考虑收敛性,甚至各阶导数的存在性,但他强调Rn要趋于零。表明他已注意到收敛问题。他同欧拉、达朗贝尔等在任意函数能否表为三角级数的长期争论,虽未解决,但为以后三角级数理论的建立打下了基础。最后要提一下他在《师范学校数学基础教程》中,提出了著名的拉格朗日内插公式。直到现在计算机计算大量中点内插时仍在使用。另外在求多元函数相对极大极小及解微分方程中的拉格朗日任意乘子法,至今也在用。除了对数学分析在18世纪建立的主要分支有开拓性贡献外,他对严格化问题也开始注意。尽管回避了极限概念,但他仍承认可以在极限基础上建立微积分(《文集》Ⅰ,)。但正是对严格化重视不够,所建立的分支到一定阶段就很难深入。这可能是他晚年研究工作少的原因。他在1781年9月21日给达朗贝尔的信中说:“在我看来,似乎(数学)矿井已挖掘很深了,除非发现新矿脉,否则势必放弃它……”(《文集》XⅢ368)这说出了他和其他同事们的心情。事实表明,19世纪在建立数学分析严格基础后,数学更迅速地发展。分析力学的创立者 牛顿的力学理论仍用几何方法讨论。到18世纪中期,欧拉和达朗贝尔开始用分析方法,而拉格朗日在使力学分析化方面最出色,他在1788年出版的《分析力学》一书,就是分析力学这门学科建立的代表作。他一生的全部力学论文以及同时代人的力学贡献,都归纳到这部著作中。他的研究目的是使力学成为数学分析的分支。他在《分析力学》的序言中说:“……我在其中阐明的方法,既不要求作图,也不要求几何的或力学的推理,而只是一些按照一致而正规的程序的代数(分析)运算。喜欢分析的人将高兴地看到,力学变成了它的一个新分支,并将感激我扩大了它的领域。”实际情况正是这样。拉格朗日在这方面的最大贡献是把变分原理和最小作用原理具体化,而且用纯分析方法进行推理,成为拉格朗日方法。他首先引入广义坐标概念,故广义坐标又称为拉格朗日坐标。一个力学系统可用有限个坐标qj(j=1,2,…,N)表示;qj= dqj/dt为相应的广义速度。力学系统总动能T(拉格朗日称之为活力)表为qj·qj和时间t的函数后,定义为作用,最小作用原理成为δI=0。拉格朗日用变分法讨论δI=0时,导出了力学系统的运动方程为其中Qj为力学系统受到的作用力在广义坐标中的表达式,称为广义力。如力为保守的,则存在势函数V,就是第二类拉格朗日方程。后来.泊松(Poisson)等引入函数L就取名为拉格朗日函数。拉格朗日还把这些方法用于研究质点组,刚体和流体。在流体力学中讨论流体内各点的运动方法仍称为拉格朗日方法。最后收集到《文集》中的《分析力学》是第二版,共分两卷,785页。第一卷中一半讲述“静力学”,主要讨论质点组和流体的平衡问题。从分析静力学原理开始,讨论了质点组和流体的平衡条件,并用于研究行星的形状。第一卷后半和第二卷全部讨论“动力学”。动力学部分共分为十三章,前四章讲述动力学原理和建立质点系统运动方程的拉格朗日方法,包括(16),(17)式的推导以及运动的一般性质。第五章“用任意常数变化解动力学问题的一般近似方法”中,把他在微分方程解法中的任意常数变异法用于解动力学方程。后面讨论了一阶近似的求积方法。第七章“关于能看作质点的自由物体系统在引力作用下的运动”主要讲天体力学的基本问题。第八、九章讨论不动中心吸引问题和刚体动力学。第十章讨论地球自转和月球天平动。最后三章讨论流体动力学基本问题,作为拉格朗日方法的应用。拉格朗日创立分析力学使力学发展到新的阶段。拉格朗日方程式推广了牛顿第二运动定律;使得在任意坐标系下有统一形式的运动方程,便于处理各种约束条件等优点,至今仍为动力学中的最重要的方程。在《分析力学》第二版印出(第二卷1816年)后不久,.哈密顿(Hamilton)于1834年提出广义动量并建立哈密顿正则方程,又同K。G。雅可比(Jacobi)一起建立哈密顿-雅可比方法(1837)后,分析力学正式奠基建成,很快用到各学科领域。天体力学的奠基者 天体力学是在牛顿发表万有引力定律(1687)时诞生的,很快成为天文学的主流。它的学科内容和基本理论是在18世纪后期建立的。主要奠基者为欧拉,.克莱罗(Clairaut)、达朗贝尔、拉格朗日和拉普拉斯。最后由拉普拉斯集大成而正式建立经典天体力学。拉格朗日一生的研究工作中,约有一半同天体力学有关,但他主要是数学家,他要把力学作为数学分析的一个分支,而又把天体力学作为力学的一个分支对待。虽然如此,他在天体力学的奠基过程中,仍有重大历史性贡献。首先在建立天体运动方程上,拉格朗日用他在分析力学中的原理和式,建立起各类天体的运动方程。其中特别是根据他在微分方程解法的任意常数变异法,建立了以天体椭圆轨道根数为基本变量的运动方程,仍称作拉格朗日行星运动方程,并在广泛应用,此方程对摄动理论的建立和完善起了重大作用,方程在1780年获巴黎科学院奖的论文“彗星在行星作用下的摄动理论研究”(Recherches sur la théorie des perturbations queles comètes peuvent éprouver par l'action des planètes)中给出,得到达朗贝尔和拉普拉斯的高度评价。另外在一篇有关三体问题的获奖文章中,把三体问题的运动方程组第一次降到七阶。拉格朗日点在天体运动方程解法中,拉格朗日的重大历史性贡献是发现三体问题运动方程的五个特解,即拉格朗日平动解。其中两个解是三体围绕质量中心作椭圆运动过程中,永远保持等边三角形。他的这个理论结果在100多年后得到证实。1907年2月22日,德国海德堡天文台发现了一颗小行星[后来命名为希腊神话中的大力士阿基里斯(Achilles),编号588],它的位置正好与太阳和木星形成等边三角形。到1970年前,已发现15颗这样的小行星,都以希腊神话中特洛伊(Troy)战争中将帅们的名字命名。有9 颗位于木星轨道上前面60°处的拉格朗日特解附近,名为希腊人(Greek)群;有6颗位于木星轨道上后面60°处的解附近,名为脱罗央(Trojan)群。1970年以后又继续发现40多颗小行星位于此两群内,其中我国紫金山天文台发现四颗,但尚未命名。至于为什么在特解附近仍有小行星,是因为这两个特解是稳定的。1961年又在月球轨道前后发现与地月组成等边三角形解处聚集的流星物质,是拉格朗日特解的又一证明。至今尚未找到肯定在三个拉格朗日共线群(三体共线情况)处附近的天体,因为这三个特解不稳定。另外,拉格朗日在一阶摄动理论中也有重要贡献,提出了计算长期摄动方法(《文集》Ⅴ,—414),并与拉普拉斯一起提出了在一阶摄动下的太阳系稳定性定理(参见《世界著名科学家传记·天文学家Ⅰ》中“拉普拉斯”条)。此外,拉格朗日级数(8)式在摄动理论中有广泛应用。拉格朗日点在具体天体的运动研究中,拉格朗日也有大量重要贡献,其中大部分是参加巴黎科学院征奖的课题。他的月球运动理论研究论文多次获奖。1763年完成的“月球天平动研究”(Recherches sur laLibration de la lune)获1764年度奖,此文较好地解释了月球自转和公转的角速度差异,但对月球赤道和轨道面的转动规律解释得不够好。后来在1780年完成的论文解决得更好。获1772年度奖的就是著名的三体问题论文,也是针对月球运动研究写出的。获1774年度奖的论文为“关于月球运动的长期差”(Sur l’equation séculaire de la lune),其中第一次讨论了地球形状和所有大行星对月球的摄动。关于行星和彗星运动的论文也有两次获奖。1776年度获奖的是他在1775年完成的三篇论文其中讨论了行星轨道交点和倾角的长期变化对彗星运动的影响。1780年度的获奖论文就是提出著名的拉格朗日行星运动方程的那篇。获1766年度奖的论文是“木星的卫星运动的偏差研究……”(Recherches sur les inégualités des satellites de Jupiter…),其中第一次讨论了太阳引力对木星的四个卫星运动的影响,结果比达朗贝尔的更好。拉格朗日从事的天体力学课题还有很多,如在柏林时期的前半部分,还研究了用三个时刻的观测资料计算彗星轨道的方法,所得结果成为轨道计算的基础。另外他还得到了一种力学模型——两个不动中心问题的解,这是欧拉已讨论过的,又称为欧拉问题。是拉格朗日推广到存在离心力的情况,故后来又称为拉格朗日问题。这些模型仍在应用。有人用作人造卫星运动的近似力学模型。此外,他在《分析力学》中给出的流体静力学的结果,后来成为讨论天体形状理论的基础。总的看来,拉格朗日在天体力学的五个奠基者中,所做的历史性贡献仅次于拉普拉斯。他创立的“分析力学”对以后天体力学的发展有深远的影响。

天文科普,拉格朗日点,你知道是什么吗

约瑟夫·拉格朗日(Joseph-Louis Lagrange,1736~1813)全名为约瑟夫·路易斯·拉格朗日,法国著名数学家、物理学家。他在数学、力学和天文学三个学科领域中都有历史性的贡献,其中尤以数学方面的成就最为突出。

主要贡献如下:

本文对于一阶非线性偏微分方程模型,研究了方程中系数,边界条件和初始条件中参数的估计方法,使用最小二乘法准则,藉助变分学推导出一些必要条件.【作者单位】: 【关键词】: 偏微分方程—参数估计 【正文快照】:引古口 现代科学和技术的发展,已经有可能为所研究客观系统建立变量间的数学模型。现代测量技术也有可能测量出世界上许多物理或化学量.基于这些可用信息,怎样从一般模型中找出适合于特定要求的一个,这就是要推测模型方程的未知部分,例如方程中的参数,边界条件或初始条件

二阶微分方程求解毕业论文

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。。。。。数学物理方程似乎都是2阶的,波动方程,拉普拉斯方程,热传导方程,哪个不是2阶的啊。你是本科的吧,那就抓住一个方程(个人觉得热传导方程比较简单),进行深入的探讨。因此你就只看一个方程就行。你的时间不多了,马上就答辩,尽量写一些应用方向的东西,那个地方还比较简单,理论不太好弄。

非线性微分方程的解法毕业论文

这是非齐次微分方程,需要求出其对应的齐次微分方程的两个线性无关的解:y3-y1 和 y2-y1于是齐次微分方程的通解为:c1(y3-y1) + c2(y2-y1)非齐次微分方程的通解=齐次微分方程的通解+非齐次微分方程的特解于是非齐次微分方程的通解为:c1(y3-y1) + c2(y2-y1) + y1代入上面式子得通解为:y = (c1 + c2x)e^2x + x

什么东西 积分行不

y=0是一解。 不是唯一解。

要的话请联系我邮箱(点我可见)。13 【篇名】 偏微分方程组的对称群及其在弹性力学方程组中应用 CAJ原文下载 PDF原文下载 【作者】 张鸿庆. 朝鲁. 唐立民. 【刊名】 大连理工大学学报 1997年03期 编辑部Email 《中文核心期刊要目总览》来源期刊 “中国期刊方阵”入选期刊 ASPT来源刊 CJFD收录期刊 【机构】 大连理工大学数学科学研究所. 大连理工大学工程力学研究所. 【关键词】 偏微分方程. 弹性力学. 对称群/不变向量场. 符号运算. 【聚类检索】 同类文献 引用文献 被引用文献 【摘要】 给出了非退化线性偏微分方程组及二次型泛函对称群的不变向量场的一般形式和一类特殊形式非线性偏微分方程组对称群的简化计算条件;利用以上结论及作者以往工作,借助符号运算语言MathematicaTM计算了平面弹性力学方程组一阶Lie-Bactlund对称群的不变向量场,以及应力函数对应的三维弹性力学方程组的Lie代数.为构造弹性力学方程组的一类广泛精确解及守恒律提供了必要的基础,并说明了结论对计算偏微分方程组对称群时的简化作用 【光盘号】 SCTC9706 14 【篇名】 力学中一类变系数微分方程可调参数模型解法 CAJ原文下载 PDF原文下载 【作者】 赵文福. 封营儒. 连星耀. 黎明安. 【刊名】 西安理工大学学报 1995年02期 编辑部Email CJFD收录期刊 【机构】 西安理工大学机械工程系. 【关键词】 可调参数. 变系数微分方程. 非均匀控制参数. 【聚类检索】 同类文献 引用文献 被引用文献 【摘要】 结合一种非均匀控制参数,提出了一种变系数微分方程的可调整参数模型解法,可以很方便地处理由于物理上、几何上的非均匀、非线性而导致数学上的变系数微分方程,应用这种模型可以用非常少的单元得到较满意的数值结果。 【光盘号】 SCTC9508 31 【篇名】 材料力学弯曲问题中集中量与分布量的统一处理 CAJ原文下载 PDF原文下载 【作者】 周锡勤. 张存道. 【刊名】 现代电力 1995年02期 编辑部Email CJFD收录期刊 【机构】 北京动力经济学院. 【关键词】 集中量. 分布量. 弯曲变形. 【聚类检索】 同类文献 引用文献 被引用文献 【摘要】 介绍了利用δ函数统一处理集中量与分布量的一般方法。着重讨论了这种方法在建立含集中量的杆件弯曲时的平衡微分方程的应用,从而推广了材料力学中杆件弯曲时的平衡微分方程。该方程更全面更精确地反映了杆件弯曲这一物理现象。作者把它称为梁弯曲时的广义平衡微分方程。 【光盘号】 SCTC95S5 38 【篇名】 双相材料空间中平片界面裂纹问题的超奇异积分-微分方程 CAJ原文下载 PDF原文下载 【作者】 乐金朝. 汤任基. 【刊名】 科学通报 1996年15期 编辑部Email 《中文核心期刊要目总览》来源期刊 “中国期刊方阵”入选期刊 ASPT来源刊 CJFD收录期刊 【机构】 郑州工学院道路检测与CAE技术研究中心. 上海交通大学工程力学系 郑州 450002 . 上海 200030. 【关键词】 双相材料. 平片界面裂纹. 超奇异积分-微分方程. 【聚类检索】 同类文献 引用文献 被引用文献 【摘要】 <正> 随着复合材料的广泛应用,界面断裂力学成为国际断裂界的前沿研究课题,该领域的研究工作引起了国内外力学家、金属物理学家及材料科学家的广泛关注,并取得了许多新进展。据作者所知,目前的工作主要是研究二维问题,由于数学和力学等方面的困难,三维界面断裂力学方面的研究工作报道较少。本文利用双相材料空间在集中力作用下的弹性力学基本解,使用边界元法,在有限部积分的意义下将任意形状的平片界面裂纹问题归结为一组以裂纹面上的位移间断为未知函数的超奇异积分-微分方程。此组方程对于进一步开展三维界面断裂力学问题的研究具有重要意义。 【光盘号】 SCTA96S4 39 【篇名】 常微分方程的不变式在量子力学中的应用 CAJ原文下载 PDF原文下载 【作者】 杨进. 【刊名】 大学物理 1998年08期 编辑部Email 《中文核心期刊要目总览》来源期刊 CJFD收录期刊 【机构】 成都气象学院基础科学系. 【关键词】 常微分方程. 不变式. 库仑场. 【聚类检索】 同类文献 引用文献 被引用文献 【摘要】 利用常微分方程的不变式,非常方便地求解了一些量子力学问题. 【光盘号】 SCTA9809 40 【篇名】 保守力系的变形拉格朗日方程及其应用 CAJ原文下载 PDF原文下载 【作者】 梁志强. 【刊名】 泰安师专学报 2000年06期 编辑部Email CJFD收录期刊 【机构】 泰安师专物理系!山东泰安271000. 【关键词】 Lagrandge方程. 轨道微分方程. 轨道方程. 【聚类检索】 同类文献 引用文献 被引用文献 【摘要】 从保守力系的拉格朗日方程出发 ,导出一种用于求解保守系统轨道微分方程的变形拉格朗日方程。并将其应用于有心力问题及抛体问题 ,导出了有心力问题的轨道微分方程Binet公式及抛体轨道方程。保守力系的变形拉格朗日方程提供了求解运动物体轨道方程的新方法 ,同时也丰富了分析力学的教学内容。 【光盘号】 SOCI0105

因式分解的方法研究论文答辩

导语:因式分解是中学数学中最重要的恒等变形之一,它被广泛地应用于初等数学之中,在数学求根作图、解一元二次方程方面也有很广泛的应用。是解决许多数学问题的有力工具。把一个多项式在一个范围(如有理数范围内分解,即所有项均为有理数)化为几个整式的积的形式,这种式子变形叫做这个多项式的因式分解,也叫作把这个多项式分解因式。

1、提公因法

如果一个多项式的各项都含有公因式,那么就可以把这个公因式提出来,从而将多项式化成两个因式乘积的形式。

例1、分解因式x3-2x2-x

x3-2x2-x=x(x2-2x-1)

2、应用公式法

由于分解因式与整式乘法有着互逆的关系,如果把乘法公式反过来,那么就可以用来把某些多项式分解因式。

例2、分解因式a2+4ab+4b2

解:a2+4ab+4b2=(a+2b)2

3、分组分解法

要把多项式am+an+bm+bn分解因式,可以先把它前两项分成一组,并提出公因式a,把它后两项分成一组,并提出公因式b,从而得到a(m+n)+b(m+n),又可以提出公因式m+n,从而得到(a+b)(m+n)

例3、分解因式m2+5n-mn-5m

解:m2+5n-mn-5m=m2-5m-mn+5n

= (m2-5m)+(-mn+5n)

=m(m-5)-n(m-5)

=(m-5)(m-n)

4、十字相乘法

对于mx2+px+q形式的多项式,如果a×b=m,c×d=q且ac+bd=p,则多项式可因式分解为(ax+d)(bx+c)

例4、分解因式7x2-19x-6

分析:1×7=7,2×(-3)=-6

1×2+7×(-3)=-19

解:7x2-19x-6=(7x+2)(x-3)

5、配方法

对于那些不能利用公式法的多项式,有的'可以利用将其配成一个完全平方式,然后再利用平方差公式,就能将其因式分解。

例5、分解因式x2+6x-40

解x2+6x-40=x2+6x+(9) -(9 ) -40

=(x+ 3)2-(7 )2

=[(x+3)+7]*[(x+3) – 7]

=(x+10)(x-4)

6、拆、添项法

可以把多项式拆成若干部分,再用进行因式分解。

例6、分解因式bc(b+c)+ca(c-a)-ab(a+b)

解:bc(b+c)+ca(c-a)-ab(a+b)=bc(c-a+a+b)+ca(c-a)-ab(a+b)

=bc(c-a)+ca(c-a)+bc(a+b)-ab(a+b)

=c(c-a)(b+a)+b(a+b)(c-a)

=(c+b)(c-a)(a+b)

7、换元法

有时在分解因式时,可以选择多项式中的相同的部分换成另一个未知数,然后进行因式分解,最后再转换回来。

例7、分解因式2x4–x3-6x2-x+2(也叫相反式,在这里以二次项系数为中心对称项的系数是相等的,如四次项与常数项对称,系数相等,解法也是把对称项结合在一起)

解:2x4–x3-6x2-x+2=2(x4+1)-x(x2+1)-6x2

=x2{2[x2+()2]-(x+)-6}

令y=x+,

x2{2[x2+()2]-(x+)-6}

= x2[2(y2-2)-y-6]

= x2(2y2-y-10)

=x2(y+2)(2y-5)

=x2(x++2)(2x+-5)

=(x2+2x+1)(2x2-5x+2)

=(x+1)2(2x-1)(x-2)

8、求根法

令多项式f(x)=0,求出其根为x1,x2,x3,……xn,则多项式可因式分解为f(x)=(x-x1)(x-x2)(x-x3)……(x-xn)(一般情况下是试根法,并且一般试-3,-2,-1,0,1,2,3这些数是不是方程的根)

例8、分解因式2x4+7x3-2x2-13x+6

解:令f(x)=2x4+7x3-2x2-13x+6=0

通过综合除法可知,f(x)=0根为,-3,-2,1 ,

则2x +7x -2x-13x+6=(2x-1)(x+3)(x+2)(x-1)

9、图象法

(这种方法在以后学函数的时候会用到。现在只是作为了解内容,它和第八种方法是类似的)

令y=f(x),做出函数y=f(x)的图象,找到函数图象与X轴的交点x1,x2,x3,……xn,则多项式可因式分解为

f(x)= f(x)=(x-x1)(x-x2)(x-x3)……(x-xn)

例9、因式分解x3+2x2-5x-6

解:令y=x3+2x2-5x-6

作出其图象,可知与x轴交点为-3,-1,2

则x3+2x2-5x-6=(x+1)(x+3)(x-2)

10、主元法

先选定一个字母为主元,然后把各项按这个字母次数从高到低排列,再进行因式分解。

例10、分解因式a2(b-c)+b2(c-a)+c2(a-b)

分析:此题可选定a为主元,将其按次数从高到低排列

解:a2(b-c)+b2(c-a)+c2(a-b)=a2(b-c)-a(b2-c2)+bc(b-c)

=(b-c) [a2-a(b+c)+bc]

=(b-c)(a-b)(a-c)

11、利用特殊值法

将2或10(或其它数)代入x,求出数P,将数P分解质因数,将质因数适当的组合,并将组合后的每一个因数写成2或10的和与差的形式,将2或10还原成x,即得因式分解式。例11、分解因式x3+9x2+23x+15

解:令x=2,则x3+9x2+23x+15=8+36+46+15=105

将105分解成3个质因数的积,即105=3×5×7

注意到多项式中最高项的系数为1,而3、5、7分别为x+1,x+3,x+5,在x=2时的值

则x3+9x2+23x+15=(x+1)(x+3)(x+5)

12、待定系数法

首先判断出分解因式的形式,然后设出相应整式的字母系数,求出字母系数,从而把多项式因式分解。

例12、分解因式x4–x3-5x2-6x-4

如果已知道这个多项式没有一次因式,因而只能分解为两个二次因式。

解:设x4–x3-5x2-6x-4=(x2+ax+b)(x2+cx+d)

= x4+(a+c)x3+(ac+b+d)x2+(ad+bc)x+bd

从而a+c=-1,ac+b+d=-5,ad+bc=-6,bd=-4

所以解得

则x4–x3-5x2-6x-4=(x2+x+1)(x2-2x-4)

1】提取公因式

这种方法比较常规、简单,必须掌握。

常用的公式有:完全平方公式、平方差公式等

例一:2x-3x=0

解:x(2x-3)=0

x1=0,x2=3/2

这是一类利用因式分解的方程。

总结:要发现一个规律就是:当一个方程有一个解x=a时,该式分解后必有一个(x-a)因式 这对我们后面的学习有帮助。

2】公式法

将式子利用公式来分解,也是比较简单的方法。

常用的公式有:完全平方公式、平方差公式等

注意:使用公式法前,建议先提取公因式。

例二:x-4分解因式

分析:此题较为简单,可以看出4=2 2,适用平方差公式a 2 -b 2 =(a+b)(a-b) 2 解:原式=(x+2)(x-2)

3】十字相乘法

是做竞赛题的基本方法,做平时的题目掌握了这个也会很轻松。注意:它不难。

这种方法的关键是把二次项系数a分解成两个因数的积,把常数项c分解成两个因数的积,并使a1c2?a2c1正好是一次项b,那么可以直接写成结果

例三: 把2x-7x+3分解因式.

分析:先分解二次项系数,分别写在十字交叉线的左上角和左下角,再分解常数项,分别写在十字交叉线的右上角和右下角,然后交叉相乘,求代数和,使其等于一次项系数.

分解二次项系数(只取正因数):

2=1×2=2×1;

分解常数项: 222

导语:因式分解的常用方法,还有很多方法都很不错,也能对我们的数学能力进行拓展,例如十字相乘法等等。我们在学习初中数学因式分解的时候,一定要多做题,题海战术虽然饱受诟病,但是对于初中数学确实是理解和熟练知识点的最佳途径,当然要适量,不可疲劳战,这是为了保持对学习的浓厚兴趣,长此以往,养成习惯,你会发现数学这么简单。

因式分解的步骤

1、提公因式;

2、公式法(完全平方式、平方差公式)。

初中数学因式分解常用解法有哪些提公因式法

① 公因式: 各项都含有的公共的因式叫做这个多项式各项的~.

② 提公因式法 :一般地,如果多项式的各项有公因式,可以把这个公因式提到括号外面,将多项式写成因式乘积的形式,这种分解因式的方法叫做提公因式法.

am+bm+cm=m(a+b+c)

③ 具体方法: 当各项系数都是整数时,公因式的系数应取各项系数的最大公约数;字母取各项的相同的字母,而且各字母的指数取次数最低的.如果多项式的第一项是负的,一般要提出“-”号,使括号内的第一项的系数是正的.

初中数学因式分解常用解法有哪些

运用公式法

①平方差公式:.a^2-b^2=(a+b)(a-b)

②完全平方公式:a^2±2ab+b^2=(a±b)^2

※能运用完全平方公式分解因式的多项式必须是三项式,其中有两项能写成两个数(或式)的平方和的形式,另一项是这两个数(或式)的积的2倍.

分组分解法

分组分解法:把一个多项式分组后,再进行分解因式的方法.

分组分解法必须有明确目的,即分组后,可以直接提公因式或运用公式.

拆项、补项法

拆项、补项法:把多项式的某一项拆开或填补上互为相反数的两项(或几项),使原式适合于提公因式法、运用公式法或分组分解法进行分解;要注意,必须在与原多项式相等的原则进行变形.

※多项式因式分解的一般步骤:

①如果多项式的各项有公因式,那么先提公因式;

②如果各项没有公因式,那么可尝试运用公式、十字相乘法来分解;

③如果用上述方法不能分解,那么可以尝试用分组、拆项、补项法来分解;

④分解因式,必须进行到每一个多项式因式都不能再分解为止。

配方法: 对于那些不能利用公式法的多项式,有的可以利用将其配成一个完全平方式,然后再利用平方差公式,就能将其因式分解。

换元法 :有时在分解因式时,可以选择多项式中的相同的部分换成另一个未知数,然后进行因式分解,最后再转换回来。

待定系数法: 首先判断出分解因式的形式,然后设出相应整式的字母系数,求出字母系数,从而把多项式因式分解。

扩展资料:

因式分解(英语:factorization,factorisation或factoring)是指把一个多项式分解为两个或多个的因式的过程,分解过后会得出一堆较原式简单的多项式的积。例如多项式x-4可被分解为(x+2)(x-2)。

基本概念

定义

把一个多项式在一个范围化为几个整式的积的形式,这种式子变形叫做这个多项式的因式分解,也叫作把这个多项式分解因式。

因式分解是中学数学中最重要的恒等变形之一,它被广泛地应用于初等数学之中,在数学求根作图、解一元二次方程方面也有很广泛的应用,是解决许多数学问题的有力工具。

因式分解方法灵活,技巧性强。学习这些方法与技巧,不仅是掌握因式分解内容所必需的,而且对于培养解题技能、发展思维能力都有着十分独特的作用。学习它,既可以复习整式的四则运算,又为学习分式打好基础;学好它,既可以培养学生的观察、思维发展性、运算能力,又可以提高综合分析和解决问题的能力。

相关结论

基本结论:分解因式与整式乘法为相反。

高级结论:在高等数学上因式分解有一些重要结论,在初等数学层面上证明很困难,但是理解很容易。

1)因式分解与解高次方程有密切的.关系。对于一元一次方程和一元二次方程,初中已有相对固定和容易的方法。在数学上可以证明,对于一元三次方程和一元四次方程,也有固定的公式可以求解。只是因为公式过于复杂,在非专业领域没有介绍。对于分解因式,三次多项式和四次多项式也有固定的分解方法,只是比较复杂。对于五次以上的一般多项式,已经证明不能找到固定的因式分解法,五次以上的一元方程也没有固定解法。

2)所有的三次和三次以上的一元多项式在实数范围内都可以因式分解,所有的二次或二次以上的一元多项式在复数范围内都可以因式分解。这看起来或许有点不可思议。比如x+1,这是一个一元四次多项式,看起来似乎不能因式分解。但是它的次数高于3,所以一定可以因式分解。也可以用待定系数法将其分解,只是分解出来的式子并不整洁。(这是因为,由代数基本定理可知n次一元多项式总是有n个根,也就是说,n次一元多项式总是可以分解为n个一次因式的乘积。并且还有一条定理:实系数多项式的虚数根两两共轭的,将每对共轭的虚数根对应的一次因式相乘,可以得到二次的实系数因式,从而这条结论也就成立了。)

3)因式分解虽然没有固定方法,但是求两个多项式的公因式却有固定方法。因式分解很多时候就是用来提公因式的。寻找公因式可以用辗转相除法来求得。标准的辗转相除技能对于中学生来说难度颇高,但是中学有时候要处理的多项式次数并不太高,所以反复利用多项式的除法也可以但比较笨,不过能有效地解决找公因式的问题。

4)因式分解是很困难的,初中所接触的只是因式分解很简单的一部分。

分解一般步骤

1、如果多项式的首项为负,应先提取负号;

这里的“负”,指“负号”。如果多项式的第一项是负的,一般要提出负号,使括号内第一项系数是正的。

2、如果多项式的各项含有公因式,那么先提取这个公因式,再进一步分解因式;

要注意:多项式的某个整项是公因式时,先提出这个公因式后,括号内切勿漏掉1;提公因式要一次性提干净,并使每一个括号内的多项式都不能再分解。

3、如果各项没有公因式,那么可尝试运用公式、十字相乘法来分解;

4、如果用上述方法不能分解,再尝试用分组、拆项、补项法来分解。

口诀:先提首项负号,再看有无公因式,后看能否套公式,十字相乘试一试,分组分解要合适。

原则

1、分解因式是多项式的恒等变形,要求等式左边必须是多项式。

2、分解因式的结果必须是以乘积的形式表示。

3、每个因式必须是整式,且每个因式的次数都必须低于原来多项式的次数。

4、结果最后只留下小括号,分解因式必须进行到每一个多项式因式都不能再分解为止;

5、结果的多项式首项一般为正。在一个公式内把其公因子抽出,即透过公式重组,然后再抽出公因子;

6、括号内的首项系数一般为正;

7、如有单项式和多项式相乘,应把单项式提到多项式前。如(b+c)a要写成a(b+c);

8、考试时在没有说明化到实数时,一般只化到有理数就够了,有说明实数的话,一般就要化到实数。

口诀:首项有负常提负,各项有“公”先提“公”,某项提出莫漏1,括号里面分到“底”。

分解方法

因式分解主要有十字相乘法,待定系数法,双十字相乘法,对称多项式,轮换对称多项式法,余式定理法等方法,求根公因式分解没有普遍适用的方法,初中数学教材中主要介绍了提公因式法、运用公式法、分组分解法。而在竞赛上,又有拆项和添减项法式法,换元法,长除法,短除法,除法等。

因式分解的方法和技巧:十字相乘法,双十字相乘法,提公因式法,因式定理法等。

1、十字相乘法

具体方法:十字左边相乘等于二次项系数,右边相乘等于常数项,交叉相乘再相加等于一次项。

口诀:分二次项,分常数项,交叉相乘求和得一次项。(拆两头,凑中间)。

特点:

(1)二次项系数是1。

(2)常数项是两个数的乘积。

(3)一次项系数是常数项的两因数的和。

基本步骤:

(1)把二次项系数和常数项分别分解因数。

(2)尝试十字图,使经过十字交叉线相乘后所得的数的和为一次项系数。

(3)确定合适的十字图并写出因式分解的结果。

(4)检验。

2、双十字相乘法

一般步骤:

(1)用十字相乘法分解二次项(ax2 + bxy+ cy2),得到一个十字相乘图(有两列)。

(2)把常数项f分解成两个因式填在第三列上,要求第二、第三列构成的十字交叉之积的和等于原

式中的ey,第一、第三列构成的十字交叉之积的和等于原式中的dx。

(3)先以一个字母的一次系数分数常数项。

(4)再按另一个字母的一次系数进行检验。

(5)横向相加,纵向相乘。

3、提公因式法

如果一个多项式的各项有公因式,可以把这个公因式提出来,从而将多项式化成两个因式乘积

的形式,这种分解因式的方法叫做提公因式法。

各项都含有的公共的因式叫做这个多项式各项的公因式。公因式可以是单项式,也可以是多项式。

具体方法:在确定公因式前,应从系数和因式两个方面考虑。当各项系数都是整数时,公因式

的系数应取各项系数的最大公约数字母取各项的相同的字母,而且各字母的指数取次数最低

的。当各项的系数有分数时,公因式系数为各分数的最大公约数。如果多项式的第一项为负,

要提出负号,使括号内的第一项的系数成为正数。提出负号时,多项式的各项都要变号。

基本步骤:

(1)找出公因式。

(2)提公因式并确定另一个因式。

①找公因式可按照确定公因式的方法先确定系数再确定字母。

②提公因式并确定另一个因式,注意要确定另一个因式,可用原多项式除以公因式,所得的商

即是提公因 式后剩下的一个因式,也可用公因式分别除去原多项式的每一项,求的剩下的另一

个因式。

③提完公因式后,另一因式的项数与原多项式的项数相同。

口诀:找准公因式,一次要提尽,全家都搬走,留1把家守,提负要变号,变形看奇偶。

4、因式定理法

根据因式定理,用求多项式的根来确定多项式的一次因式,从而对多项式进行因式分解的方法

叫做因式定理法。

具体方法:根据因式定理(若a是一元多项式f(x)的根,即f(a)=0成立,则多项式f(x)有一个因式x一

a),找出一元多项式f(x)的一次因式的关键是求多项式f(x)的根,对于任意多项式f(x),要求出它

的根是没有一般方法的,然而当多项式f(x)的系数都是整数时,即整系数多项式时,若既约分数

q/p是整系数多项式f(x)= AgX"+A|X 1 +...+ An-1X+A的根,则必有P是ao的约数,4是an的

约数。特别地,当ag=时,整系数多项式f(x)的整数根均为an的约娄数。

注意:

(1)对于系数全部是整数的多项式,若X=q/p(为互质整数时)该多项式值为零,则q为常数项约数,p最高次项系数约娄。

(2)对于多项式f(a)=0,b为最高次项系数,c为常数项,则有a为c/b约数。

偏微分方程精确解论文ppt模板

可分为两大方面:解析解法和数值解法。

其中只有很少一部分偏微分方程能求得解析解,所以实际应用中,多求数值解。

数值解法又可以分为最常见的有三种:差分法、有限体积法、有限元法。其中,差分法是最普遍最通用的方法。

扩展资料

偏微分方程示例

二阶线性与非线性偏微分方程始终是重要的研究对象。

这类方程通常划分成椭圆型、双曲型与抛物型三类,围绕这三类方程所建立和讨论的基本问题是各种边值问题、初值问题与混合问题之解的存在性、唯一性、稳定性及渐近性等性质以及求解方法。

近代物理学、力学及工程技术的发展产生出许多新的非线性问题,它们常常导引出除上述方程之外的称为混合型方程、退化型方程及高阶偏微分方程等有关问题,这些问题通常十分复杂具有较大的难度。

对于偏微分方程问题的讨论和解决,往往需要应用泛函分析、代数与拓扑学、微分几何学等其它数学分支的理论和方法。

另一方面,由于电子计算机的迅速发展,使得各种方程均可数值求解,并且揭示了许多重要事实,因此,数值解法的研究,在已取得许多重要成果的基础上,将会有更快地发展。

参考资料:百度百科——偏微分方程

偏微分方程包含未知函数的偏导数(或偏微分)的方程。

包含未知函数的偏导数(或偏微分)的方程。方程中所出现未知函数偏导数的最高阶数,称为该方程的阶。在数学、物理及工程技术中应用最广泛的,是二阶偏微分方程,习惯上把这些方程称为数学物理方程。

客观世界的物理量一般是随时间和空间位置而变化的,因而可以表达为时间坐标t和空间坐标函数,这种物理量的变化规律往往表现为它关于时间和空间坐标的各阶变化率之间的关系式,即函数u关于t。

设Ω是自变数空间R中一个区域,u是在这个区域上定义的具|α|阶连续导数的函数。如果它能使方程(2)在Ω上恒等成立,那么就称u是该方程在Ω中的一个经典意义下的解,简称为经典解。在不致误会的情况下,就称为解。

偏微分方程理论研究一个方程(组)是否有满足某些补充条件的解(解的存在性),有多少个解(解的惟一性或自由度),解的各种性质以及求解方法等等,并且还要尽可能地用偏微分方程来解释和预见自然现象以及把它用之于各门科学和工程技术。

偏微分方程理论的形成和发展都与物理学和其他自然科学的发展密切相关,并彼此促进和推动。其他数学分支,如分析学、几何学、代数学、拓扑学等理论的发展也都给予偏微分方程以深刻的影响。

可分为两大方面:解析解法和数值解法。其中只有很少一部分偏微分方程能求得解析解,所以实际应用中,多求数值解。数值解法又可以分为最常见的有三种:差分法、有限体积法、有限元法。其中,差分法是最普遍最通用的方法。扩展资料偏微分方程示例二阶线性与非线性偏微分方程始终是重要的研究对象。这类方程通常划分成椭圆型、双曲型与抛物型三类,围绕这三类方程所建立和讨论的基本问题是各种边值问题、初值问题与混合问题之解的存在性、唯一性、稳定性及渐近性等性质以及求解方法。近代物理学、力学及工程技术的发展产生出许多新的非线性问题,它们常常导引出除上述方程之外的称为混合型方程、退化型方程及高阶偏微分方程等有关问题,这些问题通常十分复杂具有较大的难度。对于偏微分方程问题的讨论和解决,往往需要应用泛函分析、代数与拓扑学、微分几何学等其它数学分支的理论和方法。另一方面,由于电子计算机的迅速发展,使得各种方程均可数值求解,并且揭示了许多重要事实,因此,数值解法的研究,在已取得许多重要成果的基础上,将会有更快地发展。参考资料:百度百科——偏微分方程

可分为两大分支:解析解法和数值解法。

只有很少一部分偏微分方程能求得解析解,所以实际应用中,多求数值解。

数值解法最常见的有三种:差分法(最普遍最通用)、有限体积法、有限元法。

其他数值解法还有:正交配置法、微扰法(可解薛定谔方程)、变分法等等

扩展资料:

偏微分方程也称为数学方程。是指:

包含未知函数的偏导数(或偏微分)的方程。

方程中所出现未知函数偏导数的最高阶数,称为该方程的阶。

在数学、物理及工程技术中应用最广泛的,是二阶偏微分方程,习惯上把这些方程称为数学物理方程。

客观世界的物理量一般是随时间和空间位置而变化的,因而可以表达为时间坐标t和空间坐标   的函数  ,这种物理量的变化规律往表现为它关于时间和空间坐标的各阶变化率之间的关系式,即函数u关于t与  的各阶偏导数之间的等式。

参考资料来源:百度百科-偏微分方程

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