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

Справочный материал

1. Дифференциальным уравнением называют уравнение, содержащее независимую переменную х, искомую функцию у и ее производные различных порядков .

Наивысший порядок производной, входящей в дифференциальное уравнение, называют его порядком.

– дифференциальное уравнение n-го порядка.

– дифференциальное уравнение первого порядка.

– диф. уравнение первого порядка, разрешенное относительно производной.

 

2. Решением дифференциального уравнения называют всякую функцию, которая обращает уравнение в тождество.

Общим решением дифференциального уравнения 1 порядка называют такую функцию , , которая является решением дифференциального уравнения при каждом фиксированном с.

Частным решением дифференциального уравнения 1 порядка называют функцию , полученную из общего решения при конкретном значении .

Общее решение дифференциального уравнения, записанное в неявном виде , называется общим интегралом, тогдауравнение частный интеграл.

Задача отыскание частного решения дифференциального уравнения, удовлетворяющего заданному начальному условию , называется задачей Коши.

 

3. Дифференциальным уравнением с разделяющимися переменными называют уравнение вида

(1)

(1/)

Правило решения:

1) разделить переменные;

2) интегрируя уравнение почленно, найти общий интеграл дифференциального уравнения;

3) выяснить имеет ли уравнение (1) особые решения, не входящие в общий интеграл;

4) если требуется, найти частные решения.

 

4. Однородным дифференциальным уравнением 1 порядка называют уравнение вида

(2)

где – однородная функция нулевого порядка, т.е. , .

Однородное уравнение можно представить в дифференциальной форме:

, (2/)

где – однородные функции одного порядка.

При решении однородного уравнения его можно записать в виде: (2//)

и с помощью замены или , где – искомая функция, преобразовать в уравнение с разделяющимися переменными. Дифференцируя равенство , имеем . Подставляя у и в уравнение (2//), получим

– уравнение с разделяющимися переменными, решив которое и заменив u на , получим решение однородного уравнения (2//).

 

5. Линейное дифференциальное уравнение 1 порядка имеет вид:

(3)

Линейное уравнение содержит искомую функцию и ее производную и не содержит их произведений.

Линейное уравнение сводится к двум уравнениям с разрешающимися переменными при помощи подстановки , где , – функции от х, одну из которых можно выбрать произвольно. Тогда, дифференцируя подстановку, получаем

Подставляя в уравнение (3) и группируя относительно u, имеем

(3/)

Выбирая функцию v, так, чтобы выражение в скобках обращалось в нуль, получаем – уравнение с разделяющимися переменными, имеющее частное решение .

Подставляя в уравнение (3/), имеем – уравнение с разделяющимися переменными, откуда находим . Тогда общее решение уравнения (3) имеет вид .

 

6. Уравнением Бернулли называют уравнение вида

(4)

Решают уравнение также как линейное, т.е. с помощью подстановки приводят к уравнению с разделяющимися переменными.

Задачи

1. Проверить, являются ли решениями (интегралами) дифференциальных уравнений данные функции

а) ; б) ;

в) ; г) .

2. Найти общее (частное) решение дифференциального уравнения с разделяющимися переменными

а) ; б) ;

в) ; г) ;

д) ; е) .

3. Найти общий интеграл однородного дифференциального уравнения

а) ; б) ;

в) ; г) .

4. Найти общий (частный) интеграл линейного дифференциального уравнения

а) ; б) ;

в) ; г) .

5. Решить уравнение Бернулли

а) ; б) ;

в) ; г) .

6. Определить тип дифференциального уравнения и найти его общее (частное) решение

а) ; б) ;

в) ; г) ;

д) ; е) ;

ж) ; з) .



<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Об утверждении правил хранения лекарственных средств | Совершенствование форм оплаты труда
Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2016-10-23; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 350 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Наглость – это ругаться с преподавателем по поводу четверки, хотя перед экзаменом уверен, что не знаешь даже на два. © Неизвестно
==> читать все изречения...

2648 - | 2219 -


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

Ген: 0.012 с.