= f (x, y, y’, y’’, …
y () =
y’ () = ’
= ‘’, …, () =
Если в окрестности начальной точки:
(, , ’, ’’, )
Функция f – является не прерывной функцией всех своих аргументов и удовлетворяющая условию Липшица по всем аргументам начиная со второго
Теорема (3.6)
Существование и единственности решения системы:
= f I (x, )
() = y I 0 (i= 1, 2, …, n) (3.9)
Предположим, что в области Д, определённое неравенством:
– a x + a i = (1, 2, …, )
– bi + bi
Правые части уравнения (3.9) удовлетворяют условию:
① (x, ) i= (1, 2, …, n) │ │ M
② все формулы (1 … n) удовлетворяет условия Липшица
│ (x, y, │
3. Простейшие ОДУ первого порядка, разрешенные относительно производной.
Обыкновенное дифференциальное уравнение 1-го порядка первой степени можно разрешить относительно к производной представляя в виде (1.7). Простейший пример такого уравнения:
= 1(х)
В этом случае:
y=
Содержит произвольную постоянную, которая может быть определенна если известно первоначальное значение:
y() =
Тогда y= +
Вообще при некотором ограничении на функцию f(x)=y уравнение:
= f (x, y)
также имеет одинаковое решение удовлетворяющее условию:
y () =
а его общее решение зависит от одной произвольной постоянной
4. Уравнения с разделяющимися переменными:
5. Уравнения вида , :
К уравнению с разделёнными переменными приводит и однородное дифференциальное уравнение 1-го порядка:
= f ()
z = y = x z
x =
Напомним, что функция ϕ (x, y) называется однородной степени k
4 (tx, ty) = ϕ (x, y)
Правая часть однородного уравнения, является однородной функцией переменных x и y нулевой степени однородности.
Поэтому уравнение вида:
M (x, y) dx + N (x, y) dy = 0
Будет однородным если M (x, y) и N (x, y) является однородной функцией (x, y) одинаковой степени однородности, то есть в этом случае
Уравнение такого вида преобразуется в однородное уравнение путем переноса из начала координат в точку пересечения () переменных
Действия в новых координатах
x = x -
y = y -
Свободный член = 0
Коэффициент при текущей координате остается неизменным, а производная:
и уравнение (2.3) преобразится к виду:
)
или ) = ϕ (
и является Однородным Уравнением
Этот метод не применим если эти прямые:
x + y + = 0 - параллельные
x + y + = 0
на = c
= k
И уравнение (2.3) может быть записано в виде: f (
которое с заменой
z = , преобразованное уравнение в уравнении с разделом переменной.
6. Однородное дифференциальное уравнение первого порядка.:
7. Уравнение в полных дифференциалах.
8. Уравнение, допускающее интегрирующий множитель.:
В некотором случае,когда левая часть M (x, y) dx + N(x, y) dy = 0 (2.8)
не является полной дифференциалом, легко удается подобрать функцию умножения на которую, левая часть (2,8) превращается в полный дифференциал то есть:
d U = ϻM dx + ϻN dy
Такая функция ϻ– интегрируемая множеством ϻ(x, y) может привести к появлению постороннего решения, обращающего (x, y) в ноль
Надо подобрать ненулевое решение уравнения:
(2.11)
Вообще задача интегрирования (2.11) ничем нелегче (2.10)
Если считать ϻ – Ф одной переменной будь то x, y, …, то задача упрощается
Например: условие, когда ϻ (x) => - непрерывная функция x =>
Ln M =
M= C * (2.12)
Можно считать c=1, так как нам нужен хоть 1 интегральный множитель
Если является функцией тока x то интегральное множество найдется по уравнению (2.12)
Аналогично можно выписать условия при которых интегральное множество зависит от другой выбранной переменной
9. Линейные обыкновенные дифференциальные уравнения первого порядка. Метод Ла-гранжа.:
ЛОДУ п-го порядка – уравнение линейной относительности неизвестной функции и её производной и значит имеющий вид:
+ (x) + … + (x) * + (x) y= ϕ (x) (3.1)
Если правая ϕ (x)≡0 то уравнение называется линейным однородным
Поскольку, однородно относится неизвестная функция y и её y’
Если коэффициент ни в одной точке некоторого отрезка a то разделим на приведем к виду
+ (x) + … + (x) y’ + (x) y = 0 (3.2)
=-