常微分方程的发展史

巡山小妖精
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2021年02月16日 18:14
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三生三世十里桃花txt-

2021年2月16日发(作者:乐呵呵)


摘要:


20


世纪以来


,


随着大量的边缘科学诸如电磁流体力学、化学


流体力学、动力气 象学、海洋动力学、地下水动力学等等的产生和发



,


也出现不少新型的微分方程(特别是方程组)


.70

年代随着数学


向化学和生物学的渗透


,

出现了大量的反应扩散方程


.


从“求通解”



“求解定解问题”



数学 家们首先发现微分方程有无穷个解


.


常微分

方程的解会含有一个或多个任意常数


,


其个数就是方程的阶 数


.


偏微


分方程的解会含有一个或多个 任意函数


,


其个数随方程的阶数而定


.


命方程的解含有的任意元素


(即任意常数或任意函数)


作尽可能的变



,


人们 就可能得到方程所有的解


,


于是数学家就把这种含有任意元


素的解称为“通解”


.


在很长一段时间里< /p>


,


人们致力于“求通解”


.



关键词


:常微分方程,发展,起源


< /p>




常微分方程是由用微积分处理新问题 而产生的,


它主要经历了创


立及解析理论阶段、


定性理论阶段和深入发展阶段。


17


世纪,


牛顿




英国,


1642-1727)


和莱布 尼兹



,德国,


1646-1716)


发明了微积分,


同时也开创了微分方程的研究最初,

< p>
牛顿在他的著作


《自然哲学的数


学原理机


(1687



)


中,主 要研究了微分方程在天文学中的应用,



后微积分在解决物理问题上逐步显示出了巨大的威力。


但是,


随着物


理学提出日益复杂的问题,


就需要更专门的技术,


需要建立物理问题


的数学模型,即建立反映该问题的微分方程。


1690


年,雅可比·伯


努利


(Jakob B ernouli


,瑞士,


1654-1705)


提出了等时间题和悬链线


问题.这是探求微分方程解的早期工作。雅可比·伯努 利自己解决了


前者。翌年,约翰伯努利


(Johann Bernouli


,瑞士,


1667-1748)

< p>


莱布尼兹和惠更斯(



,荷兰,


1629-1695)


独立地解决了后者。

< p>








有了微 分方程,紧接着就是解微分方程,并对所得的结


果进行物理解释,


从而预测物理过程的特定性质.


所以求解就成为微


分方程的核 心,


但求解的困难很大,


一个看似很简单的微分方程也没


有普遍适用的方法能使我们在所有的情况下得出它的解。


因此,


最初


人们的注意力放在某些类型的微分方程的一般解法上。

< p>







1691

年,


莱布尼兹给出了变量分离法。


他还把一阶齐次


方程使其变量分离。


1694


年,他使用了常 数变易法把一阶常微分方


程化成积分。








1695


年,雅可比·伯努利给 出著名的伯努利方程。莱布


尼兹用变换,将其化为线性方程。约翰和雅可比给出了各自的 解法,


其本质上都是变量分离法。








1734


年,欧拉,瑞士,


170 7-1783)


给出了恰当方程的定


义。他与克莱罗

< p>
.


Clairaut


,法国,

< br>1713-1765)


各自找到了方程是恰


当方程的条件 ,并发现:若方程是恰当的,则它是可积的。那么对非


恰当方程如何求解呢


1739


年克莱罗提出了积分因子的概念,欧拉确


定了可采用积分因子的方程类属。这样,到


18


世纪


40


年代,一阶


常微分方程的初等方法都已清楚了,


与此相联系,


通 解与特解的问题


也弄清楚了。


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