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

 

 

 

 


Уравнение с разделяющимися переменными




 

Этот тип уравнения является самым простым типом уравнений первого порядка.

Дифференциальное уравнение вида

называется уравнением с разделяющимися переменными.

 

 

Представим производную как отношение дифференциалов , тогда

.

Умножаем на

.

Разделение переменных производится делением обеих частей последнего соотношения на произведение , в котором , . После деления уравнение примет вид

или ,

а его общий интеграл запишется так:

или .

Пример. Решить уравнение .

Решение. Подставим вместо

. .

Разделим на

.

Интегрируя, получим

.

Здесь удобно представить константу в логарифмической форме. Из последнего равенства получим

; .

Однородные дифференциальные уравнения

Первого порядка

 

Функция называется однородной степени , если для нее выполняется равенство

.

Однородными функция будут:

– вторая степень однородности

– вторая степень однородности

– первая степень однородности

– нулевая степень однородности

Неоднородные функции: , , .

Однородным дифференциальным уравнением первого порядка называют соотношение вида

,

где и – однородные функции одинаковой степени однородности.

Дифференциальное уравнение может быть представлено в виде

.

Для решения однородных дифференциальных уравнений первого порядка применяют подстановку

,

где – новая искомая функция, которая преобразует однородное уравнение в уравнение с разделяющимися переменными.

После того как новое уравнение будет проинтегрировано, следует заменить на .

Пример. Решить уравнение .

Решение. Убедимся, что это уравнение однородное. Заменить на , а на , видим, что уравнение не изменилось это и доказывает, что оно однородное.

Сделаем подстановку:

, откуда ,

и уравнение перепишется так:

,

,

,

.

Теперь мы получили уравнение с разделяющимися переменными, которое после разделения переменных запишется следующим образом:

.

Интегрируя, получаем:

, или .

Заменяя на , получим

;

; .

 

 

7.3. Линейные дифференциальные уравнения

первого порядка

 

Дифференциальные уравнения вида

называются линейными потому, что искомая функция и ее производная входят в уравнение в первой степени.

Функции и предполагаются непрерывными в промежутке , в котором ищется решение уравнения.

Линейное дифференциальное уравнение первого порядка при помощи подстановки сводится к двум уравнениям с разделяющимися переменными.

Пример. Решить уравнение .

Решение. Запишем уравнение в виде: .

Разделяя на , получим: .

Полагаем , тогда и данное уравнение примет вид:

,

или

.

Решаем уравнение

,

находим его простейшее решение

,

откуда

; .

Подставляя в уравнение , получим уравнение

, откуда ,

,

, .

Значит, искомое общее решение можно записать в виде:

.

 





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-11-05; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 481 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Так просто быть добрым - нужно только представить себя на месте другого человека прежде, чем начать его судить. © Марлен Дитрих
==> читать все изречения...

2463 - | 2219 -


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

Ген: 0.009 с.