Aequatio differentialis[1] in mathematica est aequatio quae functiones unius aut multarum variabilium cum suis derivativis ordinat.[2] Quae functiones in adhibitionibus quantitates corporeas plerumque repraesentant, derivativa eorum proportiones mutationis repraesentant, atque aequatio differentialis coniunctionem inter ea definit. Tales coniunctiones re vera saepe inveniuntur; ergo aequationes differentiales partes magni momenti in multis disciplinis agunt, inter quas sunt ars ingeniaria, physica, oeconomica, biologia.
Aequationibus differentialibus scribuntur multae leges in scientiis naturalibus. Theoria aequationum differentialium pars magni momenti est analysis. Saepe sunt solutiones functiones, quae illis functionibus satisfaciunt. Cum aliae solvi non possint, saepissime sunt approximandae, et rationes talium approximationum faciendarum sunt pars analysis numericae.[3]
Saeculo septimo decimo, cum calculus infinitesimalis primum excogitaretur, coepit disciplina aequationis differentialis. Proposuit Isaacus Newtonus in opere Methodus fluxionum et Serierum Infinitarum[4] tria aequationum differentialium genera:
Solutae sunt hae aequationes in eo opere.
Ecce exempli aequationum differentialium ordinariarumin quibus sunt u functiones incognitae, x variabiles indenpendentes, c,ω et ceteri constantes.
Ecce exempli aequationum differentialium partialium,in quibus sunt u functiones incognitae,x vel t vel y variabiles indenpendentes.
Aequatio differentialis dicitur ordinaria, si modo functio incognita unius quantitatis variabilis et derivativa sua continet. Haec functio, quae ex x dependet, saepe y appellatur. Ita plerumque nominatur x variabilis independens.
In aequatione differentiale, partiale continentur non solo functiones incognitae multarum variabilium, sed etiam derivativa partialia sua.
Aequatio differentialis non linearis consistit ex productis functionium incognitarum et derivativis suis. Vix possunt solutiones accuratae illarum aequationum inveniri, nisi illae aequationes quaedam symmetrias habent. Cum solutae non sint, adhibentur nonnumquam aequationes differentiales lineares propriae, ut solutiones approximent.
Gradus, sive ordo aequationis significat maximum gradus derivativorum in ea aequatione. Si modo derivativum gradus primi adest (hoc est, vel ), est aequatio gradus primi. Si derivativum gradus secundi adest (, etc.), appellatur ea aequatio gradus secundi, et similiter sunt ceteri.[5]
Simul primum adhibentur aequationes differentiales in scientiis naturalibus, maxime in physica, biologia, et chemia.