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一类黎卡提方程逼近解的求法

2016-09-07天津中德职业技术学院基础课部天津300350

天津师范大学学报(自然科学版) 2016年1期

吴 洁,胡 农(天津中德职业技术学院 基础课部,天津 300350)

一类黎卡提方程逼近解的求法

吴洁,胡农
(天津中德职业技术学院 基础课部,天津 300350)

摘要:首先,针对一类特殊的黎卡提方程,提出一种求其逼近解的方法,得到了该方程逼近解的表达式.其次,基于该方法,并利用换元法,得到了另一类黎卡提方程的逼近解.最后,讨论了逼近解的收敛性问题.

关键词:黎卡提方程;逼近解;待定函数;换元法;收敛性

对于一阶微分方程y′=f(x,y),设右端函数f(x,y)为一个关于y的二次多项式,该方程可表示为

其中:函数p(x)、q(x)和r(x)在区间I上连续,而且p(x)≠0.方程(1)即为黎卡提方程.

黎卡提方程是形式最简单的非线性方程.Liouville已证明它不能用初等积分法求解[1].许多学者从不同角度对黎卡提方程进行了研究.文献[2]在已知黎卡提方程特解的条件下,利用变量变换得到了其通解.文献[3]给出了周期系数黎卡提方程存在周期解的一个充分条件.文献[4]通过定义黎卡提方程的广义反射函数寻找其周期解,并分析了周期解的稳定性.文献[5]探讨了二阶变系数线性微分方程和黎卡提方程之间的内在联系.文献[6]通过齐次平衡原理和G′/G展开法求解黎卡提方程,得到了满足一定条件的黎卡提方程的G′/G解.本研究针对一类特殊的黎卡提方程,得到了其逼近解的表达式,并讨论了逼近解的收敛性问题.

1 逼近解的求解方法

考虑如下形式的黎卡提方程:

函数序列{f(nx)}满足

r2n+1=0.具体推导过程如下:

设y=(fx)+g(x)/y1为方程(2)的解,将其代入……

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