微分方程的級數解 微分方程模擬有阻礙下空氣流動的纳维-斯托克斯方程 范围 領域 自然科学工程学 天文學 物理学 化學 生物学 地质学 应用数学 连续介质力学 混沌理论 动力系统 社会科学 经济学 人口動力學(英语:Population dynamics) 分類 種類 常微分 偏微分 微分代數(英语:Differential-algebraic system of equations) 積分-微分(英语:Integro-differential equation) 分数 线性 非線性 依變數種類 自变量和因变量 自治 耦合 / 解耦合 全微分 齊次(英语:Homogeneous differential equation) / 非齊次 特徵 階數 微分算子 表示法 和過程的關係 差分 (離散下的類比) 隨機 随机偏微分 时滞 解 存在和唯一 柯西-利普希茨定理 皮亚诺存在性定理 Carathéodory存在性定理(英语:Carathéodory's existence theorem) Cauchy–Kowalevski定理(英语:Cauchy–Kowalevski theorem) 通用主題 朗斯基行列式 相圖 相空間 李雅普诺夫 / 漸進 / 指數穩定 收斂速度 級數 / 積分解 數值積分 狄拉克δ函数 解法 特征线 欧拉 指數響應公式(英语:Exponential response formula) 有限差分 (克兰克-尼科尔森) 有限单元 無限單元 有限體積 伽辽金 Petrov–Galerkin(英语:Petrov–Galerkin method) 积分因子 积分变换 摄动 龙格-库塔 分離變數 待定係數 參數變換 人物 列表 艾萨克·牛顿 戈特弗里德·莱布尼茨 萊昂哈德·歐拉 埃米尔·皮卡 Józef Maria Hoene-Wroński(英语:Józef Maria Hoene-Wroński) Ernst Lindelöf(英语:Ernst Lindelöf) 鲁道夫·利普希茨 奧古斯丁-路易·柯西 約翰·克蘭克 菲利斯·尼科爾森 卡爾·龍格 馬丁·威廉·庫塔 查论编 在數學中,冪級數法用於求某些微分方程的冪級數解。 通常這樣的解假設一個具有未知係數的冪級數,然後將該解代入微分方程以找到係數的遞推關係。 方法[编辑] 考慮二階線性微分方程 a 2 ( z ) f ″ ( z ) + a 1 ( z ) f ′ ( z ) + a 0 ( z ) f ( z ) = 0. {\displaystyle a_{2}(z)f''(z)+a_{1}(z)f'(z)+a_{0}(z)f(z)=0.} 假設對於所有 z,a2 都不為零。 然後我們可以劃分整個得到 f ″ + a 1 ( z ) a 2 ( z ) f ′ + a 0 ( z ) a 2 ( z ) f = 0. {\displaystyle f''+{a_{1}(z) \over a_{2}(z)}f'+{a_{0}(z) \over a_{2}(z)}f=0.} 進一步假設 a1/a2 和 a0/a2 是解析函數。 冪級數方法要求構建冪級數解 f = ∑ k = 0 ∞ A k z k . {\displaystyle f=\sum _{k=0}^{\infty }A_{k}z^{k}.} 如果對於某些 z,a2 為零,則 Frobenius 方法是該方法的一種變體,適用於處理所謂的正則特異點。 該方法類似地適用於高階方程和系統。