Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Лінійні неоднорідні диф. рівняння другого порядку із сталими коефіцієнтами. Рівняння зі спеціальною правою частиноюСодержание книги
Похожие статьи вашей тематики
Поиск на нашем сайте
Розв'язати диференціальне рівняння: Розв'язання. За теоремою (1.38) загальний розв'язок заданого рівняння дорівнює: , де частинний розв’язок заданого диф. рівняння, загальний розв’язок відповідного однорідного рівняння. Розглянемо відповідне однорідне диф. рівняння: характеристичне рівняння;
За формулою (1.45) загальний розв'язок відповідного однорідного диф. рівняння дорівнює: де довільні сталі. Спеціальна права частина заданого рівняння має вигляд (1.47): де тобто число не є коренем характеристичного рівняння відповідного однорідного диф. рівняння, тоді, згідно (1.49), частинний розв'язок заданого диф. рівняння дорівнює: де невідомі коефіцієнти, які необхідно знайти.
Підставимо у задане диф. рівняння:
Прирівняємо коефіцієнти: звідки Тому тоді Відповідь. де довільні сталі. Розв'язати диференціальне рівняння: Розв'язання. За теоремою (1.38) загальний розв'язок заданого рівняння дорівнює: , де частинний розв’язок заданого диф. рівняння, загальний розв’язок відповідного однорідного рівняння. Розглянемо відповідне однорідне диф. рівняння: характеристичне рівняння. За теоремою Вієта: За формулою (1.43) загальний розв'язок відповідного однорідного диф. рівняння дорівнює: де довільні сталі. Спеціальна права частина заданого рівняння має вигляд (1.47): де тобто число є простим коренем характеристичного рівняння відповідного однорідного диф. рівняння, тоді, згідно (1.50), частинний розв'язок заданого диф. рівняння дорівнює: де невідомий коефіцієнт, який необхідно знайти. Диференціюємо вираз частинного розв'язку Частинний розв'язок перетворює задане рівняння у правильну рівність відносно Підставимо знайдені вирази , у задане рівняння замість відповідно: Поділивши обидві частини рівності на отримаємо: звідси, тоді загальний розв'язок заданого рівняння дорівнює: де довільні сталі.
звідки Диференціюємо вираз загального розв'язку заданого рівняння: звідки додавши почленно рівняння системи, отримаємо:
Виразимо із першого рівняння системи: Підставивши значення у загальний розв'язок , отримаємо частинний розв'язок заданого рівняння: Відповідь.
Зразки виконання контрольного завдання №4. Розв'язати диференціальне рівняння: Розв'язання. За теоремою (1.38) загальний розв'язок заданого рівняння дорівнює: , де частинний розв’язок заданого диф. рівняння, загальний розв’язок відповідного однорідного рівняння. Розглянемо відповідне однорідне диф. рівняння: характеристичне рівняння; тобто За формулою (1.44) загальний розв'язок заданого диф. рівняння дорівнює: де довільні сталі. Спеціальна права частина заданого рівняння має вигляд (1.47): де і тобто число не є коренем характеристичного рівняння відповідного однорідного диф. рівняння, тоді, згідно (1.49), частинний розв'язок заданого диф. рівняння дорівнює: де невідомі коефіцієнти, які необхідно знайти. Для цього знайдемо: Частинний розв'язок перетворює задане рівняння у правильну рівність відносно Підставимо знайдені вирази , у задане рівняння замість відповідно: Поділивши обидві частини рівності на отримаємо: Використовуючи метод невизначених коефіцієнтів, отримаємо:
Звідси, тоді де довільні сталі. Відповідь.
Розв'язати диференціальне рівняння: Розв'язання. За теоремою (1.38) загальний розв'язок заданого рівняння дорівнює: , де частинний розв’язок заданого диф. рівняння, загальний розв’язок відповідного однорідного рівняння. Розглянемо відповідне однорідне диф. рівняння: характеристичне рівняння; За формулою (1.45) загальний розв'язок заданого диф. рівняння дорівнює: де довільні сталі. Спеціальна права частина заданого рівняння має вигляд (1.47): де , тобто число є двократним коренем характеристичного рівняння відповідного однорідного диф. рівняння, тоді, згідно (1.51), частинний розв'язок заданого диф. рівняння дорівнює: де невідомі коефі-цієнти, які необхідно знайти. Підставимо знайдені вирази , у задане рівняння замість відповідно: Поділивши обидві частини рівності на отримаємо: У лівій частині рівності згрупуємо вирази за степенями многочлена: Прирівняємо коефіцієнти у лівій і правій частині рівності при однакових степенях (метод невизначених коефіцієнтів):
Звідси, тоді де довільні сталі. Відповідь.
Розв'язати диференціальне рівняння: Розв'язання. Загальний розв'язок заданого рівняння дорівнює: , де частинний розв’язок заданого диф. рівняння, загальний розв’язок відповідного однорідного рівняння. відповідне однорідне диф. рівняння; характеристичне рівняння. За формулою (1.44) загальний розв'язок відповідного однорідного диф. рівняння дорівнює: де довільні сталі. Спеціальна права частина заданого рівняння має вигляд (1.52): де тоді у виразі (1.53): Тому частинний розв'язок заданого диф. рівняння, згідно (1.53), дорівнює: де і невідомі многочлени степеня , які необхідно знайти. Для цього диференціюємо вираз частинного розв'язку за правилом похідної добутку: Підставимо знайдені вирази , у задане рівняння замість відповідно: Поділимо обидві частини рівності на розкриємо дужки і зведемо подібні доданки при і Прирівняємо коефіцієнти при і тому Тоді частинний розв'язок дорівнює: Запишемо загальний розв'язок заданого рівняння: де довільні сталі. Відповідь.
Зразок виконання контрольного завдання №4. Розв'язати диференціальне рівняння: Розв'язання. За теоремою (1.38) загальний розв'язок заданого рівняння дорівнює: , де частинний розв’язок заданого диф. рівняння, загальний розв’язок відповідного однорідного рівняння. Розглянемо відповідне однорідне диф. рівняння: характеристичне рівняння. За формулою (1.43) загальний розв'язок відповідного однорідного диф. рівняння дорівнює: де довільні сталі. Спеціальна права частина заданого рівняння має вигляд (1.54): де комплексне число, тому і звідки Тоді, згідно (1.55) при , частинний розв'язок заданого диф. рівняння дорівнює: де і невідомі коефіцієнти, які необхідно знайти. Для цього диференціюємо вираз частинного розв'язку Підставимо знайдені вирази , у задане рівняння замість відповідно:
Прирівняємо коефіцієнти при і домножимо почленно перше рівняння системи на число 3, друге – на число (–5) і додамо рівняння:
звідки Підставимо у перше рівняння системи:
Звідси, частинний розв'язок дорівнює: Запишемо загальний розв'язок заданого рівняння: де довільні сталі. Відповідь.
Контрольні завдання №4 містять вправи на використання спеціальної правої частини виду: (1.49), (1.50), (1.51), (1.52), (1.54). 2.6. Лінійні диференціальні рівняння го порядку із сталими коефіцієнтами Розглянемо лінійне однорідне диференціальне рівняння го порядку із сталими коефіцієнтами:
де сталі дійсні числа. Характеристичним для диф. рівняння (1.55) називається алгебраїчне рівняння го порядку:
яке, як відомо, має коренів:
1) Кожному простому кореню рівняння (1.56) відповідає частинний розв’язок диф. рівняння (1.55), а кожному кореню кратності відповідає частинних розв’язків виду:
2) Кожній порі простих комплексно-спряжених коренів рівняння (1.55) відповідає два частинних розв’язки і диф. рівняння (1.55), а кожній парі комплексно- спряжених коренів кратності відповідає частинних розв’язків виду:
3) Позначивши знайдені лінійно-незалежні частинні розв'язки через , загальний розв'язок однорідного диф. рівняння (1.55) знаходиться за формулою:
де довільні сталі.
Диференціальне рівняння виду:
є лінійним неоднорідним диференціальним рівнянням го порядку із сталими коефіцієнтами. Загальний розв'язок диф. рівняння (1.58) знаходять аналогічно до розв'язку лінійного неоднорідного диф. рівняння другого порядку з сталими коефіцієнтами.
Розв'язати диференціальне рівняння: Розв'язання. характеристичне рівняння; або або За теоремою (стр. 66) знайденим кореням характеристичного рівняння відповідають частинні розв'язки: Загальний розв'язок заданого рівняння знаходимо за формулою (1.57): де довільні сталі. Відповідь.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-06-23; просмотров: 621; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.191.192.109 (0.012 с.) |