Пусть имеем конечную систему из функций
, определенных на интервале
. Функции
называют линейно зависимыми на интервале
, если существуют постоянные
, не все равные нулю, такие, что для всех значений
из этого интервала справедливо тождество
Если же это тождество выполняется только при , то ф – ии
называют линейно независимыми на интервале
.
Пусть ф – ий
имеют производные
порядка. Определитель
Называется определителем Вронского для этой системы функций. Определитель Вронского является ф – ей от , определенной в некотором интервале.
19. Структура общего решения линейного ОДУ n -порядка. Свойства линейного дифференциального оператора n -порядка. Принцип суперпозиции.
Имеем ур – ие , где
вещественные постоянные,
.
Для нахождения общего решения составим характеристическое ур – ие:
.
Вид общего решения зависит от типа корней:
1. ,
вещественные и различные.
2. ,
вещественные, но среди них есть кратные (
кратных и
).
3. комплексные, остальные – вещественные.
4.
кратный корень.
Линейным дифференциальный оператор n -го порядка:
Принцип суперпозиции основан на следующих свойствах решений линейных уравнений:
а) Если — два решения однородного линейного уравнения
, то их линейная комбинация
при любых постоянных
является решением однородного уравнения.
б) Если — два решения неоднородного линейного уравнения
, то их разность
является решением однородного уравнения
.
в) Любое решение неоднородного линейного уравнения есть сумма частного (фиксированного) решения неоднородного уравнения и некоторого решения однородного уравнения.
Принцип суперпозиции:
Если — решения неоднородных линейных уравнений
и
, то их сумма
является решением уравнения
.
20. Линейные ОДУ с переменными коэффициентами. Нахождение общего решения для уравнения 2-го порядка с переменными коэффициентами по одному известному частному решению.
Если известно частное решение ур – ия
, то можно понизить его порядок на единицу, не нарушая линейности ур – ия, полагая
, где
новая неизвестная ф – ия, сделав затем замену
или сразу
.
Если известно частных л.н.з. решений, то порядок ур – ия можно понизить на
единиц.
Для ур – ия общее решение таково:
общее решение соответствующего однородного ур – ия.
Для нахождения общего решения неоднородного ур - ия при известной фундаментальной системе используется метод Лагранжа (метод вариации постоянных).
Для ур – ия 2 – го порядка:
общий вид ур – ия второго порядка.
вид общего реш –ия соответствующего однородного ур – ия.
вид реш – ия неоднородного ур – ия,
некоторые неизвестные ф – ии. Для их определения составляется система:
Тогда где
определитель Вронского.