8.3
可分离变量方程是一类一阶微分方程,可以分解为两个相互独立的部分——一部分仅含有 x,另一部分仅含有 y。
将 y 项置于一侧,x 项置于另一侧,以便分别进行积分。
例如,考虑一杯在房间中冷却的热茶。
茶的冷却速率与其温度和室温之间的差值成正比。比例常数 k 前添加负号,以表示温度随时间下降。
该方程是可分离的,因为它可以重写为一侧为温度项、另一侧为时间的形式。对两边积分后得到一个含有积分常数的对数方程。
当对两边取指数后,便得到通解,其中的常数可为正、负或零。通过代入 t 等于零和初始温度,可确定该常数。
温差呈指数级衰减,导致茶水最初冷却较快,随后随时间推移逐渐变慢。
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