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

 

 

 

 


Дифференциальные уравнения первого порядка




Дифференциальное уравнение первого порядка имеет вид

(1).

Решив уравнение (1) относительно , если это возможно, получим:

(2).

Общим решением дифференциального уравнения первого порядка называется функция , содержащая одну произвольную постоянную С и удовлетворяющая условиям:

1. Функция является решением дифференциального уравнения при каждом фиксированном значении С.

2. Каково бы ни было начальное условие , можно найти такое значение постоянной , что функция удовлетворяет данному начальному условию.

Частным решением дифференциального уравнения первого порядка называется любая функция , полученная из общего решения при конкретном значении постоянной .

С геометрической точки зрения есть семейство интегральных кривых плоскости Оху; частное решение - одна кривая этого семейства, проходящая через точку .

Задача отыскания решения дифференциального уравнения первого порядка, удовлетворяющего заданному начальному условию, называется задачей Коши.

Справедлива следующая теорема о существовании и единственности решения дифференциального уравнения (2).

Теорема (Коши). Если в уравнении функция и ее частная производная непрерывны в некоторой области D на плоскости хОу, содержащей точку , то существует единственное решение этого уравнения, удовлетворяющее условию .

Геометрический смысл этой теоремы состоит в том, что при выполнении ее условий существует единственная интегральная кривая дифференциального уравнения, проходящая через точку .

 

Дифференциальные уравнения первого порядка с разделяющимися переменными

Определение: Уравнение вида

называется уравнением с разделяющимися переменными.

Решение:.

Разделив обе части на , получим:

.

Проинтегрировав, обе части уравнения, получим:

.

Пример. Найти общий интеграл уравнения: .

Решение: ,

,

Разделим обе части уравнения на , получим:

,

проинтегрируем обе части

,

Ответ: .

Однородные дифференциальные уравнения

К уравнению с разделяющимися переменными приводятся однородные дифференциальные уравнения первого порядка.

Определение: Функция называется однородной функцией n-го порядка, если при умножении каждого аргумента на произвольный множитель вся функция умножится на , т е.

Например, функция есть однородная функция четвертого порядка, поскольку

Определение: Дифференциальное уравнение

называется однородным, если функция есть однородная функция нулевого порядка.

Это уравнение приводится к виду , и решается подстановкой или и .

Однородное уравнение часто задается в дифференциальной форме

,

где и - однородные функции одинакового порядка.

 

Пример. Найти общий интеграл уравнения

.

Решение: Данное уравнение однородное, т. к. функции и - однородные функции второго порядка.

Положим , тогда . Подставляем в исходное уравнение:

,

 

,

 

,

 

.

Разделим, и левую, и правую стороны на , получаем:

,

отсюда, интегрируя, находим

 

,

,

.

Подставляя , получим общий интеграл исходного уравнения:

,

 

Ответ:.






Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-10-27; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 807 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Неосмысленная жизнь не стоит того, чтобы жить. © Сократ
==> читать все изречения...

2311 - | 2016 -


© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.011 с.