
【计】 differential equation
微分方程(Differential Equation)是数学分析中描述未知函数与其导数之间关系的方程,广泛应用于物理学、工程学、生物学等领域。从汉英词典视角,其核心定义为:
微分方程 /wēi fēn fāng chéng/
英译:an equation involving derivatives of a function or functions, expressing a relationship between the function and its derivatives(来源:《牛津数学词典》。
基本形式
微分方程的标准形式为:
$$
Fleft(x, y, y', y'', dots, y^{(n)}right) = 0
$$
其中( y^{(n)} )表示未知函数( y )的( n )阶导数(来源:Wolfram MathWorld。
分类与实例
应用领域
微分方程在电路分析(如RLC电路模型)、人口动力学(Logistic方程)、流体力学(Navier-Stokes方程)等领域为建模基础(来源:Khan Academy。
汉语“微分方程”强调“微分”(导数)与“方程”的结合,与英语“differential equation”直译一致,但英语更注重“导数关系”的数学抽象性(来源:《剑桥高阶英汉双解词典》。
参考来源
Oxford Dictionary of Mathematics
Wolfram MathWorld: Differential Equations
Khan Academy: Differential Equations
Cambridge Advanced Learner's Dictionary
微分方程是数学中用来描述变量之间动态关系的重要工具。以下是其核心概念和分类的详细解释:
1. 基本定义 微分方程是包含未知函数及其导数的方程,通常用于描述物理量随时间或空间的变化规律。例如: $$ frac{dy}{dx} + 3y = e^x $$ 其中( y )是未知函数,(frac{dy}{dx})是其一阶导数。
2. 分类体系
按自变量数量:
按阶数划分: 最高阶导数的次数决定方程阶数。例如二阶方程: $$ frac{dy}{dt} + 5frac{dy}{dt} + 6y = 0 $$
按线性特性:
3. 解的构成
4. 应用领域
5. 理论支撑 皮卡-林德洛夫定理保证了一阶ODE解的存在唯一性,要求函数满足利普希茨连续性条件。对于高阶方程,通常通过降阶法转化为一阶方程组求解。
该数学工具的发展历经牛顿、莱布尼茨到欧拉、拉普拉斯等数学家的贡献,现已成为描述确定性系统最核心的建模语言,其数值解法(如龙格-库塔法)更是现代科学计算的基石。
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