变量替换u=x,v=yx可将微分方程x*azax+y*azay=z化成?

变量替换u=x,v=yx可将微分方程x*azax+y*azay=z化成?,第1张

az/ax=az/auau/ax+az/avav/ax=az/au+az/av(-y/x^2)

az/ay=az/auau/ay+az/avav/ay=az/av(1/x)

xaz/ax+yaz/ay=xaz/au+az/av(-y/x)+az/av(y/x)=xaz/au=uaz/au

xaz/ax+yaz/ay=z

即z=uaz/au

U'(x)=U'(m)m'(x)+U'(n)n'(x)=U'(m)+U'(n);

U'(y)=U'(m)m'(y)+U'(n)n'(y)=aU'(m)+bU'(n);

所以:U''(xx)=U''(mm)+2U''(mn)+U''(nn);U''(xy)=aU''(mm)+bU''(mn)+aU''(mn)+bU''(nn)

U''(yy)=aU''(mm)a+aU''(mn)b+bU''(mn)a+bU''(nn)b

0=6Uxx-5Uxy+Uyy=6(U''(mm)+2U''(mn)+U''(nn))-5(aU''(mm)+bU''(mn)+aU''(mn)+bU''(nn))+

aU''(mm)a+aU''(mn)b+bU''(mn)a+bU''(nn)b

=(6-5a+a^2)U''(mm)+(12-5b-5a+2ab)U''(mn)+(6-5b+b^2)U''(nn)

题意:6-5a+a^2=0,6-5b+b^2=0,解得:a=2,b=3或a=3,b=2或a=b=2或a=b=3

u=x,v=y/x

那么得到az/ax=az/auau/ax+az/avav/ax

=az/au+az/av(-y/x²)

而az/ay=az/auau/ay+az/avav/ay

=az/av1/x

代入xaz/ax+yaz/ay=z中

得到z=uaz/au+az/av(-y/x)+az/avy/x=uaz/au

就得到了证明

au/ax=au/aξaξ/ax+au/aηaη/ax+au/aζaζ/ax=au/aξ-au/aη-au/aζ

au/ay=au/aξaξ/ay+au/aηaη/ay+au/aζaζ/ay=au/aη

au/az=au/aξaξ/az+au/aηaη/az+au/aζaζ/az=au/aζ

所以au/ax+au/ay+au/az=au/aξ-au/aη-au/aζ+au/aη+au/ζ=au/aξ=0

命题得证

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