目录

  • 1 课程概述
    • 1.1 课程标准
      • 1.1.1 A
      • 1.1.2 B
      • 1.1.3 C
    • 1.2 新建课程目录
    • 1.3 说课
  • 2 函数、极限与连续
    • 2.1 单元设计
    • 2.2 微课视频
      • 2.2.1 函数
      • 2.2.2 极限及其四则运算
      • 2.2.3 无穷小与无穷大量
      • 2.2.4 函数的连续性
    • 2.3 第一章总结复习
    • 2.4 自我检测
    • 2.5 数学实验
  • 3 导数与微分
    • 3.1 单元设计
    • 3.2 微课视频
      • 3.2.1 导数的概念
      • 3.2.2 初等函数的求导法则
      • 3.2.3 隐函数的导数与高阶导数
      • 3.2.4 函数的微分
    • 3.3 自我检测
    • 3.4 第二章 复习总结
    • 3.5 数学实验
  • 4 导数的应用
    • 4.1 单元设计
    • 4.2 微课视频
      • 4.2.1 微分中值定理
      • 4.2.2 洛必达法则
      • 4.2.3 函数的单调性与极值
      • 4.2.4 函数图形的描绘
      • 4.2.5 最大值和最小值
      • 4.2.6 曲率
    • 4.3 自我检测
    • 4.4 第三章 复习总结
    • 4.5 数学实验
  • 5 期中测验
    • 5.1 测验1
      • 5.1.1 01
      • 5.1.2 02
      • 5.1.3 03
      • 5.1.4 04
      • 5.1.5 05
      • 5.1.6 06
      • 5.1.7 07
      • 5.1.8 08
      • 5.1.9 09
      • 5.1.10 10
    • 5.2 测验2
      • 5.2.1 01
      • 5.2.2 02
      • 5.2.3 03
      • 5.2.4 04
      • 5.2.5 05
      • 5.2.6 06
      • 5.2.7 07
      • 5.2.8 08
      • 5.2.9 09
      • 5.2.10 10
    • 5.3 期中测验讲解
  • 6 不定积分
    • 6.1 单元设计
    • 6.2 微课视频
      • 6.2.1 不定积分的概念和性质
      • 6.2.2 第一类换元积分法
      • 6.2.3 第二类换元积分法
      • 6.2.4 分部积分法
      • 6.2.5 几种特殊函数的不定积分
    • 6.3 自我检测
    • 6.4 复习总结
    • 6.5 数学实验
  • 7 定积分及其应用
    • 7.1 单元设计
    • 7.2 微课视频
      • 7.2.1 定积分的概念与性质
      • 7.2.2 牛顿莱布尼兹公式
      • 7.2.3 定积分的换元积分法和分部积分法
      • 7.2.4 定积分在几何中的应用
      • 7.2.5 广义积分
    • 7.3 自我检测
    • 7.4 复习总结
    • 7.5 数学实验
  • 8 常微分方程
    • 8.1 单元设计
    • 8.2 微课视频
      • 8.2.1 微分方程的基本概念
      • 8.2.2 可分离变量的微分方程
      • 8.2.3 一阶线性微分方程
      • 8.2.4 几类特殊的高阶微分方程
    • 8.3 自我检测
    • 8.4 数学实验
  • 9 空间解析几何与向量代数
    • 9.1 单元设计
    • 9.2 微课视频
      • 9.2.1 空间直角坐标系
      • 9.2.2 向量的坐标
      • 9.2.3 向量的乘法运算
      • 9.2.4 平面与直线
      • 9.2.5 曲面与曲线方程
    • 9.3 第七章 总结复习
    • 9.4 自我检测
    • 9.5 数学实验
  • 10 多元函数微分法及其应用
    • 10.1 单元设计
    • 10.2 微课视频
      • 10.2.1 多元函数的基本概念
      • 10.2.2 偏导数
      • 10.2.3 多元复合函数的微分法
      • 10.2.4 微分在几何中的应用
      • 10.2.5 多元函数的极值
      • 10.2.6 方向导数与梯度
    • 10.3 自我检测
    • 10.4 数学实验
  • 11 重积分与曲线积分
    • 11.1 单元设计
    • 11.2 微课视频
      • 11.2.1 二重积分的概念与性质
      • 11.2.2 二重积分的计算
      • 11.2.3 三重积分
      • 11.2.4 重积分的应用
      • 11.2.5 对弧长的曲线积分
      • 11.2.6 对坐标的曲线积分
      • 11.2.7 格林公式及曲线积分与路径的无关性
    • 11.3 自我检测
    • 11.4 数学实验
  • 12 无穷级数
    • 12.1 单元设计
    • 12.2 微课视频
      • 12.2.1 常数项级数的概念和性质
      • 12.2.2 正项级数及其审敛法
      • 12.2.3 一般常数项级数
      • 12.2.4 幂级数
      • 12.2.5 函数展成幂级数
    • 12.3 自我检测
    • 12.4 第十章  总结复习
    • 12.5 数学实验
  • 13 高数竞赛选拔考试
    • 13.1 2020高数竞赛选拔考试
  • 14 高数竞赛
    • 14.1 01-极限与连续
    • 14.2 02-导数与微分
    • 14.3 03-导数的应用
    • 14.4 04-不定积分与定积分
    • 14.5 历届试卷讲解
      • 14.5.1 2023
      • 14.5.2 2022
      • 14.5.3 2021
      • 14.5.4 2020
数学实验

实验目的

本次实验学习常微分方程的解法,要求掌握Dsolve,NDSolve两个命令的用法,会求解常微分方程的应用问题.

实验内容

1、Mathematica命令Dsolve用于常微分方程的解析解;

①微分方程的通解;

命令:Dsolve[微分方程,y[x],x]

含义:给出独立变量为x的微分方程的通解y[x].

注:微分方程中未知函数要表示成y[x],而不能只用y,Mathematica认为y为常数,没有给定初值条件的微分方程的解包含一个任意常数,缺省情况下用C[1]表示,其它的常数(高阶方程)用C[2],C[3],…表示.

②使用定解条件求微分方程的特解;

命令:Dsolve[{微分方程,定解条件},y[x],x]

含义:求微分方程满足定解条件的特解.

③解微分方程组

命令:Dsolve[微分方程组,{y[x], …,z[x]},x]

Dsolve[{微分方程组,定解条件},{y[x], …,z[x]},x]

2、NDSolve用于求常微分方程的数值解

命令:NDsolve[{微分方程,定解条件},y,{x,xmin,xmax}]

含义:给出在方程中定义的微分方程以及初始条件所确定的解y的数值近似.其中独立变量x满足xmin≤x≤xmax.

3、利用Dsolve命令求解常微分方程的应用题.

实验步骤

1.Dsolve命令的使用;

1)微分方程的通解

①求解一阶微分方程=x+y

输入: 

②求解微分方程+y=0

输入:

2)使用定解条件求微分方程的特解

①求=y的通解和满足初始条件y(0)= (0)=2, (0)=(0)=1的特解.

输入:

②求满足初始条件的特解.

输入:

③求解=x+y,初始条件y(0)=2的特解,然后给出解的图形.

输入 :

3)解微分方程组

求解常微分方程组的通解和满足y(1)=1,z(1)=0的特解.

输入:

2、NDSolve用于数值近似;

①微分方程初值条件y(0)=1,给出数值近似解.

注:Mathematica对近似值进行插值,即构造一个过这些点的光滑函数,并以InterpolatingFunction对象的形式返回解.

输入:

输出:

输入:

输出:

输入:

输出:

输入:

输出:

输入:(如图6-3)

②画出y(0)=1,(0)=0在0≤t≤10上解的图形.

输入:

输出:

输入:(如图6-4)

 

③对于,分别画出它相对于初值条件为(0)=1,y(0)=-2,-1,0,1,2的五组解在0≤x≤30上的图形.

输入:

 

$

(如图6-5

                                                                                           文本框: 图6-5

3、应用

有一种细菌,其繁殖速度正比于即时的细菌总数,如果从某时刻开始,一天后有500个细菌,两天后有1200个细菌,那么4天后有多少个细菌?

注:满足,其中N为某时刻细菌的数目,k为比例常数,

t=1时N=500.

输入:

输出:

输入: