摘要：常微分方程是數(shù)學專業(yè)的必修課之一，是高等代數(shù)、數(shù)學分析和解析幾何的應用和發(fā)展。在一階微分方程的求解過程中有多種求解方法，本文通過求解幾個典型的例題來說明其解法和教學方法，教會學生幾種一階微分方程的解題方法。

關鍵詞：一階微分方程；變量分離；齊次方程；常數(shù)變易；全微分方程

常微分方程從生產(chǎn)實踐與科學技術中產(chǎn)生，有著深刻而生動的實際背景，是數(shù)學科學聯(lián)系實際的一個應用，也是現(xiàn)代科學技術中分析有力的工具。如今在自動化技術、自動控制等科學中，常微分方程已成為了必要的工具。常微分方程是微分學與積分學的實際應用，它的求解離不開導數(shù)積分，是高等數(shù)學的一個重要組成部分。在常微分方程中，一階常微分方程的種類繁多，因此求解的方法也很多，對于不同的一階常微分方程，我們在方法進行求解。下面就我在教學工作中的一點體會，把一階常微分方程的求解分為四類，通過四個基本例題的求解來談一談一階常微分方程的求解方法。

1.變量分離方程

上式中的 ， 是關于 ， 的連續(xù)函數(shù)，叫做變量分離方程.

如果 ，則把含有 的函數(shù)與微分移到一邊，含有 的函數(shù)和微分全部移到另一邊，再對等式兩邊同時積分可以得到方程的解。假如 ，如果存在 使的 ，那么 還是方程的解。

例1 求解方程 .

解：當 的時候，用 除以方程的兩端，則原方程化為

，

可以看出上式是一個變量分離方程，對兩邊同時積分可以得到該方程的通解為

即 為任意的常數(shù)

此外，當 的時候，不能用 來除，但是 是方程的兩個特解，不過在通解公式中允許常數(shù) ， 兩個特解就包含在通解之中了。另外，若不規(guī)定 是自變量， 是未知函數(shù)，則 也是方程的兩個特解，它們也包含在通解之中。

2. 型的齊次微分方程

這里的 是 的連續(xù)函數(shù).對于任意的連續(xù)函數(shù) ，方程都可通過變換 ，即 ，將其化為可分離變量方程，對 微分，有：

，

代入原方程可以得到： ，

也就是說： ， 當 時，進行分離變量，積分后得通解。

3.線性微分方程

我們稱 為一階非齊次線性微分方程，而 ， 均要求為考慮區(qū)間上關于 的連續(xù)函數(shù).我們已經(jīng)知道：

當 時，該方程為可分離變量的微分方程，其通解為：

當 時，現(xiàn)在將中的常數(shù) 變易為 的待定函數(shù) ，把 代入非齊次方程，得到 ，方程的通解為

這種解法，我們稱之為常數(shù)變易法。

例2求解方程

解 首先將該方程化為標準方程

對應的齊次線性微分方程為：

該對應的齊次微分方程的通解為

現(xiàn)令

代入方程得：

故原方程得通解為：

4.恰當微分方程

如果方程 的左端恰好是函數(shù) 的全微分，即 ，則該方程為恰當微分方程。

當方程滿足 時，該方程為全微分方程，該方程可以直接通過湊微分的方法直接求解，當然也可以通過積分的方法求得 或者 。最后得方程的通解為： 或者

一階常微分方程的解法就是把微分方程的求解問題轉(zhuǎn)化成為積分問題，對于給定的常微分方程，不僅要準確判定它屬于哪種類型，還要注重對做題技巧的把握，對各種一階常微分方程的解題方法進行總結(jié)歸納。

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