求解一个有趣的常微分方程组

我同学提出了一个有趣的微分方程组,如下:
(1)

dxdt+dydt=v0
(2) m(dxdt)2+m(dydt)2+k(yxl)2=mv20
从方程看,第二个是能量守恒,第一个应该是动量守恒,系统中有两个质量为 m 的物体,有一个初始长度为 l 的弹簧。(2)式两边同时乘以 12 可知初始能量为 12mv20
要想解开这个方程,需要把它先化为我们熟知的微分方程类别,例如二阶常系数微分方程。
考虑(1)的平方。
(dxdt)2+(dydt)2+2dxdtdydt=v20 (3)

两边都乘以m,得,

m(dxdt)2+m(dydt)2+2mdxdt


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