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

 

 

 

 


Линейные однородные дифференциальные уравнения с




произвольными коэффициентами.

 

       Рассмотрим уравнение вида

 

       Определение. Выражение  называется линейным дифференциальным оператором.

       Линейный дифференциальный оператор обладает следующими свойствами:

 

       1)

       2)

 

Решения линейного однородного уравнения обладают следующими свойствами:

 

       1) Если функция у1 является решением уравнения, то функция Су1, где С – постоянное число, также является его решением.

       2) Если функции у1 и у2 являются решениями уравнения, то у12 также является его решением.

 

Структура общего решения.

 

       Определение. Фундаментальной системой решений линейного однородного дифференциального уравнения n –го порядка на интервале (a, b) называется всякая система n линейно независимых на этом интервале решений уравнения.

 

       Определение. Если из функций yi составить определитель n – го порядка

,

то этот определитель называется определителем Вронского.

(Юзеф Вроньский (1776 – 1853) – польский математик и философ - мистик)

 

       Теорема. Если функции  линейно зависимы, то составленный для них определитель Вронского равен нулю.

 

       Теорема. Если функции линейно независимы, то составленный для них определитель Вронского не равен нулю ни в одной точке рассматриваемого интервала.

 

       Теорема. Для того, чтобы система решений линейного однородного дифференциального уравнения  была фундаментальной необходимо и достаточно, чтобы составленный для них определитель Вронского был не равен нулю.

       Теорема. Если  - фундаментальная система решений на интервале (a, b), то общее решение линейного однородного дифференциального уравнения является линейной комбинацией этих решений.

,

где Ci постоянные коэффициенты.

 

       Применение приведенных выше свойств и теорем рассмотрим на примере линейных однородных дифференциальных уравнений второго порядка.

 

 

Общее решение линейного однородного дифференциального

уравнения второго порядка.

 

       Из вышеизложенного видно, что отыскание общего решения линейного однородного дифференциального уравнения сводится к нахождению его фундаментальной системы решений.

       Однако, даже для уравнения второго порядка, если коэффициенты р зависят от х, эта задача не может быть решена в общем виде.

       Тем не менее, если известно одно ненулевое частное решение, то задача может быть решена.

 

       Теорема. Если задано уравнение вида  и известно одно ненулевое решение у = у1, то общее решение может быть найдено по формуле:

 

       Таким образом, для получения общего решения надо подобрать какое – либо частное решение дифференциального уравнения, хотя это бывает часто довольно сложно.

 

 





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2018-10-15; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 236 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Начинайте делать все, что вы можете сделать – и даже то, о чем можете хотя бы мечтать. В смелости гений, сила и магия. © Иоганн Вольфганг Гете
==> читать все изречения...

2328 - | 2120 -


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

Ген: 0.011 с.