Clairaut微分方程与(曲线)切线方程的关系

利用Clairaut方程的奇解和通解,求解析曲线方程及曲线的切线方程.

一类伯努利微分方程的条件Hyers-Ulam稳定性分析

研究一类伯努利微分方程,在给定扰动阈值和初值条件下,建立了此类方程精确解和近似解间的比较定理,由此得到此类方程的条件Hyers-Ulam稳定的充分条件.并用例子证明其有效性.

基于偏微分方程的盲去模糊超分辨率重建算法及实验

提出一种基于偏微分方程的图像盲去模糊超分辨率重建算法,旨在未知模糊核的情况下,将含噪声的低分辨率模糊图像重建为清晰的高分辨率图像.首先,针对图像退化过程构建变分问题,并借助变分方法推导出偏微分方程模型.其次,结合交替方向法和数值差分方法,通过设计时空全离散数值格式求解未知的模糊核和清晰的图像.再次,通过一系列数值实验,分析参数选择对图像重建效果的影响,确定合适的参数设置.最后,针对若干遥感图像进行实验,实验结果证明了所给模型的有效性与可靠性.

一类具有变系数的非线性延迟微分方程数值解的振动性分析

该文主要考虑了一类具有变系数的非线性延迟微分方程数值解的振动性,运用线性θ-方法和线性化理论,将非线性差分方程的振动性转化为其对应的线性化方程的振动性,运用不等式比较和放缩技巧,得到了数值解振动的条件.

求解偏微分方程的时间滤波器方法

偏微分方程在计算流体力学领域有着广泛的应用,但大多数的偏微分方程无法直接解得显式解,所以建立一种能高效求解的数值方法是至关重要的.对于数值计算方法来说,精度和有效性是一个算法的核心.时间滤波算法是一种基于复杂系统原始计算代码的数值后处理算法.该方法是在原始数值格式的基础上添加一个简单的时间滤波器来提高时间精度,而不额外增加计算复杂度,因而该方法在流体问题数值求解中得到了广泛运用.梳理了一些基于时间滤波器的数值方法以及时间滤波器在几种方程中的应用.最后,基于时间滤波器,针对Navier-Stokes方程,提出变时间滤波器.

结合微分方程的泵控缸液压变速器转速控制

当液压缸承受外部力矩突然增加时,泵控缸液压变速器调速系统的输出转矩会超过液压缸承受的最大负荷,产生重载或过载情况,破坏系统的稳定性,导致控制效果不佳。为了提高系统在极端负载下的响应速度和精度,引入数学方程式,提出一种新的泵控缸液压变速器转速控制方法。计算开关磁阻电动机、液压缸和液控单向阀、液压缸的管路等参数,建立泵控缸液压无级变速器扰动函数关系。利用微分方程建立液压变速器调速约束条件,提高重载或过载情况下的泵控缸液压调速系统可靠性。在建立相电流连续方程的基础上,对相磁链、相转矩进行联合调速控制,实现泵控缸液压调速系统的稳定运行。物理实验结果表明,随着时间延长相电流、相磁链、相转矩均呈现逐渐下降趋势。模拟实验结果表明,所提方法在极端负载下的泵控缸液压变速器调速系统响应速度较快且电流与流量输出性能较高。由此证明,该方法泵控缸液压变速器转速控制效果较好,具有较高的实际应用价值。

MATLAB可视化在微分方程教学中的应用

在教育教学改革一再深入的背景下,人们开始探索“数学+计算机”的教学模式。该文在剖析微分方程现存教学模式弊端的基础上,提出微分方程可视化教学的几点建议。基于数学软件MATLAB,介绍4个微分方程可视化的具体案例,并在其后附上相应的程序及注释,以期能帮助有需要的人们更快地进入MATLAB编程的大门。

一偏微分方程的形式解及其gevrey阶数

一偏微分方程的形式幂级数解只有在特定的条件下,才是多重可和的,即通过证明才能确认一偏微分方程的形式幂级数解是否可和。在对方程形式幂级数解可和性的证明中,解的gevrey阶数的证明是非常重要的一部分。本文就是对一偏微分方程的形式幂级数解的性质进行研究,我们先了解后续证明所需要的相关概念之后,给出本文要研究的偏微分方程,并对其形式幂级数解的存在性与唯一性进行证明。在此基础上,利用Nagumo范数及其性质,结合gevrey阶数的相关概念,最终可以证明,方程的形式幂级数解在单项式x_(1)^(p)x_(2)^(q)为1/k-gevrey阶数。

单位圆内高阶非齐次微分方程复振荡与解及其任意阶导数的不动点

本文研究一类单位圆内有穷迭代级解析系数的高阶非齐次线性微分方程的复振荡与解及其任意阶导数的不动点问题,得到解的迭代增长级,迭代级零点收敛指数的更精细的估计,并得到解的不动点与解的任意阶导数的不动点分布的精确估计.所得结果是已有相关结果的推广.

一类具有复杂执行器动态的双曲线型偏微分方程输出调节

本文研究了一类具有边界执行器动态特性的双曲线型偏微分方程(Partial differential equation, PDE)系统的输出调节问题.特别地,执行器由一组非线性常微分方程(Ordinary differential equation, ODE)描述,控制输入出现在执行器的一端而非直接作用在PDE系统上,这使得控制任务变得相当困难.基于几何设计方法和有限维与无限维反步法,本文提出了显式表达的输出调节器,实现了该类系统的扰动补偿及跟踪控制.并且我们采用Lyapunov稳定性理论严格证明了闭环系统及跟踪误差在范数意义上的指数稳定性.仿真实例对比验证了所提出控制方法的有效性.

微分方程中的数学建模实例分析

传统高等数学教学有较好的基础,但是由于教学手段单一,教学内容单调枯燥,学生很难将所学知识应用于实践。数学建模将实际问题经过分析、抽象、通过合理假设、化简,变化成一个数学问题,再通过数值分析方法求解问题,最后将结果应用于实践。本文旨在通过多个微分方程模型实例,探讨将数学建模思想和建模方法渗透和融入高等数学课程的教学中,培养和提高学生应用随机数学的思想方法建模、解决实际问题的实践、应用能力。

第二课堂助力常微分方程教学的实践研究

第二课堂是课堂教学的有效拓展.常微分方程课程在教学中存在内容抽象和教学用时不足等问题.开展常微分方程第二课堂有利于拓展教学时间和空间,利用数学实验进行数学求解与数学建模.通过实践发现,常微分第二课堂有利于激发学生的数学思维、数学兴趣和合作能力等.在实践中要注重问题创设、实验条件优化和实验辅助支持等,保证常微分方程第二课堂的顺利实施.

非线性耦合分数阶微分方程组正解的存在性

利用格林函数的性质和Guo-Krasnosel′skii′s不动点定理,研究一类非线性Riemann-Liouville型分数阶微分方程耦合方程组边值问题,得到了该方程组正解存在的充分条件,并举例说明所得结论的适用性.

偏微分方程数值解课程思政教学研究与实践

课程思政教育的目的在于培养德才兼备的大学生,使其具备坚定的政治立场、良好的专业能力和一定的创新实践能力。偏微分方程数值解是计算数学专业的重要专业课程之一,具有理论复杂、实践性强的特点。该文分析课程教学及学生学习中存在的问题,介绍偏微分方程数值解课程思政教育的必要性,基于西北工业大学数学专业本科生与理工科研究生在本课程教学内容、教学模式等方面的研究与实践获得的成效,初步探索基于思政教育的教学实践策略,可以为该课程的思政教育提供一定借鉴。

非线性三阶时滞微分方程的振动性

利用Riccati变换、不等式技巧和分析性质,研究了一类三阶非线性时滞微分方程解的振动性和渐近性,获得了该类方程振动的充分条件,最后用例子作了验证.

微分方程在生物数学中的应用

高等数学课程在普通高等学校相关专业的培养计划中具有非常重要的地位。但由于高等数学课程的高度抽象性、严密逻辑性,使得学生学习该课程的兴趣与主动性欠佳。为了培养学生学习高等数学的兴趣,便要让学生了解高等数学的经典历史与前沿应用,这必然要求教师在教学过程中将科学研究与教育教学有效地融合。本文以案例的方式呈现了微分方程章节与生物数学领域建模研究的有机融合,并将所建立模型运用到生物学领域,以图示的方式展示了数学建模重要性和实用性。

多阶分数阶时滞微分方程的谱延迟校正法

分数阶时滞微分方程(FDDEs)在物理、生物等众多领域有着广泛应用。针对分数阶时滞微分方程(FDDEs),创造性地提出并应用谱延迟校正法(SDC)作为解决方案,构建一种基于双网格的Legendre延迟校正谱方法。引入双网格技术,对时间和空间离散进行优化处理,同时结合Legendre多项式进行谱延迟校正,大幅提升求解精度。制定预测步骤和校正步骤进行详尽误差分析。预测步骤以初步逼近的方式为解提供初始估计,通过校正步骤进一步细化解的近似,从而显著提高整体数值精度。数值实验结果表明,双网格Legendre延迟校正谱方法在处理分数阶时滞微分方程时成效卓著,极大地提高了精度,充分验证了理论结果的正确性。

Riemann-Liouville分数阶中立型泛函微分方程解的存在性和渐近稳定性

Riemann-Liouville(R-L)分数阶中立型泛函微分方程是分数阶微分系统的重要研究内容.研究R-L分数阶中立型泛函微分方程解的存在性和渐近稳定性问题,利用压缩映射原理和带权的范数给出解的存在性结论,综合利用零方程技巧、变换和线性矩阵不等式得到渐近稳定性判据,推广了已有的结果.

一类隐式模糊微分方程解的存在唯一性

研究了隐式模糊微分方程初值问题和边值问题x′(t)=f(t,x(t),x′(t)),t∈[0,T]{x(0)=x_(0),x_(0)∈E和x′(t)=f(t,x(t),x′(t)){x(0)=λx(T),x(0)∈E的解的存在唯一性.基于强广义微分给出隐式模糊微分方程的积分等价形式,利用广义压缩映射原理证明解的存在唯一性,最后给出了具体的算例验证其合理性.

自适应分数阶偏微分方程修正模型的能量泛函及Euler-Lagrange方程研究

首先对分数阶微分方程进行构建,结合全变分项,提出了修正的自适应分数阶偏微分方程模型。研究首先确定出分数阶偏分去噪模型的最优分数阶数,当分数阶次为1.8时,峰值信噪比和结构相似度达到33.12和0.874,均方根误差降低至5.62。然后将研究提出的模型与全变分模型、分数阶偏分去噪模型等在图像上进行对比实验,研究提出的模型在峰值信噪比、结构相似度上达到最高,分别为29.045与0.839,均方根误差为9.427,表明模型能够抑制阶梯效应,具有优越的去噪性能。