Реферат

Реферат Інтегрування і пониження порядку деяких диференціальних рівнянь з вищими похідними

Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-28

Поможем написать учебную работу

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

от 25%

Подписываем

договор

Выберите тип работы:

Скидка 25% при заказе до 5.2.2025


Реферат на тему:

Інтегрування і пониження порядку деяких ДР

з вищими похідними.

  1. ДР що містять n-ту похідну від шуканої функції і незалежну змінну.

а) Розглянемо ДР (4.38)

Так як , то

Аналогічно , …..,

(4.39)

Остання формула дає розвязок загальний в області

Формулу (4.39) легко використати для знаходження розвязків задачі Коші з начальними умовами

(4.40)

Цей розвязок представляється в вігляді (4.41)

Ф-я

являється частиним розвязком ДР (4.38) з початковими умовами

яким відповідають константи

Для обчислення використовують ф-лу Коші

(4.42)

Дійсно інтеграл

можна розглядати як повторний інтеграл в заштрихованій області (мал. 1).

Міняючи порядок інтегрування, отримаємо

Аналогічно обчислюємо

.. і. т. д.

Приходимо до ф-ли (4.42)

Таким чином розвязок (4.41) записується у вигляді

Загальний розвязок ДР (4.38) можна також записати через невизначений інтеграл

Пр. 4.4 Розвязати рівняння

Послідовно знаходимо ,

б) Розглянемо випадок (4.43)

в якому співвіднощення (4.43) не можна розвязати відносно в елементарних ф-ях, або вирази для будуть досить складними.

Припустимо, що ДР (4.43) допускає параметризацію (4.44)

(4.44),

де та такі, що

Проводимо обчислення ,

Аналогічно обчислюємо

Остаточно маємо

(4.45) -загальний зорвязок в параметричній формі.

Відмітимо два випадки, в яких ДР (4.43) легко параметрмзується

I.(4.46)(частинні випадки )

II. (4.47), де і -однорідні ф-ї відповідного

виміру і .

Покладемо (4.48)

і розвяжемо р-ня (4.47) відносно через :

Піставляючи в (4.48), отримаємо (4.49)

Дальше вищеотриманим способом знаходимо загальний розвязок в параметричній формі.

Пр. 4.5 Розвязати р-ня

Зробимо заміну

остаточно маємо

  1. Інтегрування ДР, які не містять шуканої ф-ї та похідної.

Розглянемо ДР (4.50), в якому є .

Введемо нову змінну (4.51)

отримаємо (4.52)

тобто ми понизили порядок ДР (4.50) на одиниць.

Припустимо, що ми розвязали ДР (4.52) і визначили (4.53)

Тоді р-ня (4.54)

інтегруємо і отримаємо загальний розвязок (4.55)

Якщо замість загального розвязку (4.53) можна знайти загальний інтеграл (4.54)

то отримаємо ДР типу (4.43)

Розглянемо два частичних випадка відносно ДР (4.50) :

а) ДР вигляду

якщо ДР (4.51) можна розвязати відносно :

(4.52)

то поклавши перейдемо до р-ня

Якщо - загальний розвязок останнього р-ня, то остотаточно маємо р-ня вигляду (4.38)

Припустимо, що ДР (4.51) не можна записати в вигляді (4.52), але воно допускає параметризацію (4.53)

то з співвідношення знаходимо

Звідки (4.54)

ДР (4.54) вигляду (4.44) і розвязки можна отримати в параметричній формі.

б) ДР вигляду (4.55)

Нехай ДР (4.55) можно розвязати відносно

(4.56)

Позначимо і перейдемо до ДР (4.57)

Домножимо (4.57) на :

Звідки . Отже

з якого визначимо

.

Останнє ДР є р-ням з відокремлюваними змінними.

Знайшовши з нього

ми остаточно переходимо до ДР вигляду (4.38).

(4.58)

Припустимо, що ДР (4.55) не можна розвязати відносно але для нього можлива параметризація

Запишемо співвідношення

Домножимо першу рівність на :

Звідки.

Отже маємо

Прийшовши до отсанньої рівності ми отримаємо а)

  1. Пониження порядку ДР які не містять незалежної змінної.

Ці ДР мають вигляд (4.59)

і його можна понизити на один порядок заміною

При цьому стане незалежною зміною, а - функцією

Обчислюємо

..

і остаточно прийдемо до ДР порядку

Якщо - розвязок ДР (4.60) то

Інтегруємо ДР (4.61) і знайдемо загальний інтеграл.

Особливі зорвязки можуть появлятися при інтегруванні ДР (4.61). При переході до ДР (4.60) ми можимо загубити розвязки .

Для їх знаходження необхідно розвявати р-ня .

Якщо - розвязок однорідного р-ня, то - розвязок ДР (4.59)

Пр. 4.6 Розвязати р-ня

Вводимо змінну , ,

,

звідки , отже, ,

-загальний інтергал рівняння.

4. Однорідні ДР відносно шуканої ф-ї та її похідних.

Так називаються ДР вигляду в якому являється однорідною ф-єю відносно , тобто маємо

Шляхом заміни ДР (4.62) можна понизити на один порядок.

Обчислюємо

Тому ДР (4.62) прийме вигляд

(4.63)

Скорочуючи на ( при може бути розвязком ДР (4.62)), перейдемо до ДР порядку .

Якщо – загальний розвязок останнього ДР, то

звідки (4.64) – загальний розвязок ДР (4.62). Розвязок міститься в формулі (4.64) при .

Пр 4.7 Знайти загальний розвязок ДР

Це ДР являється однорідним відносно шуканої ф-ї і її похідних, тому .

Маємо ДР Бернулі – .

Інтегруючи отрімаємо , Звідки . Наше ДР має розвязок який не міститься в знайденому загальному інтергалі.

  1. ДР, ліва частина якого є точна похідна.

Припустимо, що ДР (4.62), його ліва частина, є точна похідна по від деякої ф-ї , тобто ,

тоді ДР (4.62) має перший інтерграл (4.64) так, що яого порядок можна понизити на одиницю.

Пр 4.8 Розвязати ДР

Маємо , ,, – загальний інтеграл. Якщо ліва частина ДР (4.62) не являється точною похідною, то в деяких випадках можна знайти ф-ю , після домноження на яку р-ня (4.62), його ліва частина буде точною похідною. Ця ф-я називається інтергрувальним множником. Якщо ми знаємо ф-ю , то можна знайти не тільки перший інтеграл, а й особливі розвязки, які знаходяться з р-ня

Пр 4.9 Знайти загальний розвязок ДР .

Візьмемо , тоді .

При цьому , - розвязки нашого ДР.

Маємо .

- перший інтерал.

, загальний інтергал.

Особливих розвязків немає, так як ДР приводіть до розвязків , які містяться в загальному.


1. Реферат История русской музыки
2. Реферат на тему Облік довгострокових активів у зарубіжних країнах
3. Реферат Возникновение и основные этапы развития страхования
4. Реферат Возникновение, сущность и роль денег
5. Сочинение на тему Особенности стиля лирики А С Пушкина
6. Реферат на тему Oskar Kokoschka Essay Research Paper Kokoschka was
7. Биография Левашов, Василий Яковлевич
8. Реферат на тему История рукописной книги
9. Реферат на тему Columbus
10. Реферат Лазерные телевизоры