Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Диференціальні рівняння




Основні поняття.Диференціальні рівняння першого порядку

Диференціальні рівняння (ДР) застосовують для розв’язання різних задач математики, природознавства, техніки, економіки.

Означення 1. Рівняння, яке пов’язує незалежну змінну з невідомою функцією та її похідними різних порядків, називається диференціальним рівнянням.

Приклад 1. а) ; б) ; в) .

Означення 2.Найвищий порядок похідної, яка входить в рівняння, називається порядком ДР.

Рівняння з прикладу 1 а) –1-го порядку; б)– 3-го; в) –2-го.

Загальний вигляд ДР 1-го порядку

.

Якщо його можна розв’язати відносно , то вигляд ДР

(1)

називається нормальною формоюі ДР першого порядку. Припускається, що - відома функція, яка задана на деякій множині площини .

Означення 3. Розв’язком (частинним розв’язком) ДР (1) називається будь-яка функція, яка при підстановці її в це рівняння обертає його на тотожність відносно.Рівняння, яке визначає цей розв’язок як неявну функцію називається інтегралом (частинним інтегралом) ДР (1).Графікрозв’язку називається інтегральною кривою.

Приклад 2. а) Розв’язком ДР

(2)

є функція , де С – довільна стала, оскільки після підстановки цього та в рівняння (2) одержимо тотожність

.

б)Розв’язком ДР

(3)

є функція , де – довільні сталі, оскільки , та після підстановки цього в рівняння (3) одержимо тотожність .

Розв’язок (інтеграл) ДР, який залежить від довільних сталих, називається загальним розв’язком (інтегралом) ДР. Функції , є відповідно загальними розв’язками ДР (2), (3).

Розв’язок (інтеграл) ДР, який відповідає конкретним значенням довільних сталих, називається частинним розв’язком (інтегралом) ДР.

Означення 4. Розв’язок ДР.(1) задовольняє початковій умові , якщо

,

– задані числа; .

З геометричної точки зору це означає, що інтегральна крива проходить через точку .

Приклад 3. Розглянемо ДР . Зрозуміло, що розв’язання цього рівняння зводиться до знаходження первісної функції . Тому розв’язком буде функція

,

 
 

 

 


 

 

Рис.ДР_1

де С – довільна стала. Знайдемо тепер розв’язок, який задовільняє початковій умові . Маємо . .Отже, розв’язок зодовільняє заданій початковій умові. Рис.ДР_1 ілюструє також той факт, що ДР 1-го порядку має нескінченну множину розв’язків– сім’ю (семейство) інтегральних кривих, які залежать від параметру С, та в даному прикладі є сім’єю парабол, які утворені з параболи паралельним перенесенням уздовж осі Оу Задачею Коші (задачею з початковою умовою) для ДР.(1) називається задача відшукання розв’язку ДР (1), який задовольняє початковій умові, що задана:

Має місце теорема.

Теорема 1.(достатня умова єдиного розв’язку задачі Коші). Якщо функція неперервна в області і має в цієї області обмежену частинну похідну , а точка то задача з початковою умовою має єдиний розв’язок.

Розв’язок задачі Коші є частинним розв’язком ДР (1).





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-05-07; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 765 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Своим успехом я обязана тому, что никогда не оправдывалась и не принимала оправданий от других. © Флоренс Найтингейл
==> читать все изречения...

2576 - | 2372 -


© 2015-2025 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.009 с.