常微分方程 I · 可分离变量方程

丢解检查器

固定设定 y' = x · h(y)

h(y)=0 给出

y = 0

这些是原方程的常数解。

若先除以 h(y)

隐藏 y = 0

推导中默认避开了这些水平线。

非水平分支

ln|y| = x²/2 + C

只在 y≠0 的区域内分离。

解曲线与被隐藏的水平解

解曲线图 显示 y'=x·h(y) 的若干非水平解曲线,以及 h(y)=0 对应的常数解水平线。

合法做法:先解 h(y)=0 得到 y=0;再在 y≠0 的开区间内分离变量;最后把水平解和非水平分支一起列为解族。

1. 先看零点

把 h(y)=0 当作代数方程求解,每个实根 y=a 都对应水平解 y(x)=a。

2. 再做分离

在不穿过这些水平线的区间里,才可以除以 h(y) 并积分。

3. 最后核对

把水平解代回 y'=x·h(y):左边为 0,右边也为 0,说明它们确实不能丢。