• 1.摘要
  • 2.基本信息
  • 3.定义
  • 4.分类
  • 5.非线性代数方程
  • 6.非线性微分方程
  • 6.1.常微分方程
  • 6.2.偏微分方程
  • 6.3.单摆
  • 7.发展史
  • 7.1.十一世纪前
  • 7.2.十一世纪
  • 7.3.十三世纪
  • 7.4.十四世纪
  • 7.5.十五世纪
  • 7.6.十六世纪
  • 7.7.十七世纪
  • 7.8.十八世纪
  • 8.求解
  • 9.参考资料

非线性方程

非线性方程,就是因变量与自变量之间的关系不是线性的关系,这类方程很多,例如平方关系、对数关系、指数关系、三角函数关系等等。求解此类方程往往很难得到精确解,经常需要求近似解问题。相应的求近似解的方法也逐渐得到大家的重视。

基本信息

  • 中文名

    非线性方程

  • 外文名

    non-linear equation

  • 重视

    求近似解

  • 例如

    平方关系对数关系

  • 学科

    数理科学

  • 不是线性关系

    因变量与自变量之间的关系

定义

在数学上,一个线性函数(映射)image拥有以下两个性质:

叠加性:image

齐次:image

在α是有理数的情况下,一个可叠加函数必定是齐次函数(在讨论线性与否时,齐次函数专指一次齐次函数);若image是连续函数,则只要α是任意实数,就可以从叠加性推出齐次。然而在推广至任意复数α时,叠加性便再也无法导出齐次了。也就是说,在复数的世界里存在一种反线性映射,它满足叠加性,但却非齐次。叠加性和齐次这两个条件常会被合并在一起,称之为叠加原理:

对于一个表示为

的方程,如果image是一个线性映射,则称为线性方程,反之则称为非线性方程。另外,如果image,则称此方程齐次(齐次在函数和方程上的定义不同,齐次方程指方程内没有和x无关的项C,即任何项皆和x有关)。

这里image的定义是很一般性的,image可为任何数字、向量、函数等,而image可以指任意映射,例如有条件限制(给定初始值或边界值)的微分或积分运算。如果image内含有对image的微分运算,此方程即是一个微分方程1

分类

这些方程可分为两类,一种是多项式方程,一种是非多项式方程。

非线性代数方程

主条目:代数方程

主条目:多项式

代数方程又称为多项式方程。令某多项式等于零可得一个多项式方程,例如:

利用勘根法可以找出某个代数方程的解;但若是代数方程组则较为复杂,有时候甚至很难确定一个代数方程组是否具有复数解(见希尔伯特零点定理)。即使如此,对于一些具有有限个复数解的多项式方程组而言,我们已经找到解的方法,并且也已充分了解这种系统的行为。代数方程组的研究是代数几何里重要的一环,而代数几何正是现代数学里的其中一个分枝2

非线性微分方程