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常微分方程 I

常微分方程 I

从变化规律建模出发,学习一阶方程、二阶线性方程、拉普拉斯变换、线性系统、相平面与数值方法,建立分析动态系统的核心能力。

常微分方程研究变量如何随时间或空间连续变化,并把“变化规律”转化为可以求解、分析和解释的数学模型。本课程从建模语言与方向场出发,系统学习一阶微分方程、线性方程、存在唯一性思想、二阶线性方程、拉普拉斯变换、线性系统、相平面与数值方法,帮助学习者建立从公式求解到动态系统分析的核心能力。

课程承接微积分 I、微积分 II、线性代数 I 与多变量微积分 I,也为物理、工程、经济学、生物建模、控制系统和数据科学中的动态模型打下基础。学习过程中会强调图像直觉、解析方法、定性分析和真实情境建模之间的连接。


课程列表

01常微分方程研究什么

02建模、初值问题与解的几何图像

03可分离变量方程

04一阶线性方程与积分因子

05精确方程、替换法与一阶方程工具箱

06存在唯一性、自治方程与相线

07一阶模型:从真实情境到方程

08数值方法 I:Euler、改进 Euler 与 Runge-Kutta

09二阶线性方程的结构

10常系数齐次方程与振动模型

11非齐次方程、待定系数法与共振

12变参数法与解的构造思想

13Laplace 变换 I:把微分方程变成代数方程

14Laplace 变换 II:阶跃、冲击与分段输入

15幂级数解法:当系数不再简单

16一阶线性系统与矩阵方法

17平面线性系统、相图与稳定性

18非线性系统入门与综合建模

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