рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Понижение порядка дифференциального уравнения

Работа сделанна в 2001 году

Понижение порядка дифференциального уравнения - Дипломная Работа, раздел Математика, - 2001 год - Применение дифференциальных уравнений для решения задач естествознания Понижение Порядка Дифференциального Уравнения. Важным Методом Решения Уравнен...

Понижение порядка дифференциального уравнения. Важным методом решения уравнения Fx, y, y, y, yn 0 является замена переменных, приводящая к уравнениям низшего порядка. Пример 1. Уравнение Последовательным интегрированием получаем общее решение у fx dxn C1xn-1 C2xn-2 Cn, или Пример 2. Уравнение Fx, yk, yk1 yn 0 заменой приводится к уравнению Fx, u, u un - k 0. Используя решение последнего уравнения u ux, находим у из уравнения Пример 3. Уравнение Fу, у, у уn 0 сводится к уравнению n 1 порядка после замены Пример 4. Уравнение Fx, у, у уn 0 называется однородным порядка k относительно у, у уn, если имеет место тождество Fx, kу, kу kуn tk Fx, у, у уn 0. Порядок уравнения понижается на 1 заменой 1.3.3. Линейные дифференциальные уравнения n -го порядка.

Линейным дифференциальным уравнением n -го порядка называется уравнение вида yn a1x yn-1 an-1 x y anx y fx, где y yx неизвестная функция, a1x, a2x, an-1x, anx, fx известные непрерывные функции.

Выражение в левой части уравнения называется линейным дифференциальным оператором n -го порядка Ly yn a1x yn-1 an-1 x y anx y. Уравнения yn a1x yn-1 an-1 x y anx y 0 и yn a1x yn-1 an-1 x y anx y fx, где fx 0, называются соответственно однородным и неоднородным линейным дифференциальными уравнениями n - го порядка.

Часто однородные и неоднородные линейные дифференциальные уравнения записывают в виде Ly 0 и Ly fx соответственно. Если в однородном уравнении aix i 1, 2 n те же самые, как и в неоднородном, то однородное уравнение называется соответствующим данному неоднородному уравнению. Если y1, y2 yk частные решения однородного линейного уравнения Ly0, то их линейная комбинация y c1 y1 c2 y2 ck yk при произвольных постоянных c1, c2 ck так же является решением того же уравнения.

Система функций y1 y1x y2 x ynx называется линейно независимой, если их линейная комбинация c1 y1 c2 y2 cn yn ни при каких значениях c1, c2 cn, кроме c1 c2 ck 0, не обращается тождественно в нуль. Если функции y1, y2 . yk линейно независимые частные решения однородного линейного уравнения, то их называют фундаментальной системой решений. Общее решение однородного уравнения имеет вид y c1 y1 cn yn, где y1 yn фундаментальная система решений, cj произвольные постоянные.

Последние можно определить так, чтобы частное решение удовлетворяло начальным условиям у у0 уn 1 у0n 1 при х х0. Если известен частный интеграл y1x однородного уравнения, то подстановкой z yy1, а затем z u получим линейное уравнение порядка n 1. Общее решение неоднородного уравнения есть сумма какого-нибудь частного решения неоднородного уравнения и общего решения соответствующего однородного уравнения. Если известно общее решение c1 y1 cn yn соответствующего однородного уравнения, то решение неоднородного уравнения можно найти методом вариации произвольных постоянных.

Решение имеет вид у с1ху1 с2ху2 сnхуn, где неизвестные функции сjх находятся из системы уравнений относительно Решив систему и получив находим сj ц хdx Аj, где Аj постоянные интегрирования. 1.3.4. Линейные однородные уравнения с постоянными коэффициентами. Линейным однородным уравнением с постоянными коэффициентами называется уравнение вида yn a1 yn-1 an-1 y an y 0, где y yx искомая функция, a1, a2, an-1, an вещественные числа.

Решением такого уравнения является функция ekx, где k корень характеристического уравнения kn a1kn 1 an 1 k an 0. Если все корни k1, k2 kn различны, то ek1x, ek2x ekтx фундаментальная система решений и y c1ek1x c2ek2x cnekтx общее решение однородного уравнения с1, ,сn произвольные постоянные. Если корни k комплексные, то они при вещественных a1, a2, an-1, an попарно сопряжнные. Например kr б вi, kr1 б - вi, тогда и заменяются действительными функциями ебхcosвx и ебхsinвx с получением новой фундаментальной системы.

Если корень k ks имеет кратность m, то в фундаментальную систему решений, кроме, надо включить функции Если корень k б вi корень кратности m б вi корень той же кратности, если a1, a2, an-1, an вещественные, то в фундаментальную систему решений входят функции 1.3.5.

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Применение дифференциальных уравнений для решения задач естествознания

Многочисленные задачи естествознания, техники и механики, биологии, медицины и других отраслей научных знаний сводятся к математическому… Так, например, переходные процессы в радиотехнике, кинетика химических… Вс это и явилось главной причиной выбора темы работы. Материалом для данной работы послужила теория дифференциальных…

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Понижение порядка дифференциального уравнения

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Общие сведения
Общие сведения. Уравнение называется дифференциальным, если, кроме независимых переменных и неизвестных функций этих переменных, оно содержит производные неизвестных функций или их дифференциалы. Д

Обыкновенные уравнения первого порядка
Обыкновенные уравнения первого порядка. Основные понятия Обыкновенным уравнением первого порядка называется уравнение вида Fx, y, y 0, где F известная функция трех переменных, x независимая перемен

Уравнения с разделнными и разделяющимися переменными
Уравнения с разделнными и разделяющимися переменными. Уравнением с разделнными переменными называется уравнение вида f1xdx f2уdy где f1x и f2у непрерывные функции. Переменными здесь с

Обыкновенные уравнения высших порядков
Обыкновенные уравнения высших порядков. Основные понятия Обыкновенным дифференциальным уравнением n-го порядка называется уравнение вида Fx, y, y, y, yn 0, где F - известная функция n2 переменных x

Неоднородные уравнения с постоянными коэффициентами
Неоднородные уравнения с постоянными коэффициентами. Неоднородное уравнение с постоянными коэффициентами yn a1 yn-1 an-1 y an y fx решается методом вариации произвольных постоянных. Его част

Линейные уравнения первого порядка
Линейные уравнения первого порядка. Решение однородного линейного дифференциального уравнения в частных производных где x1, x2 xn независимые переменные, X1, X2 Xn зависят от x1, x2 xn и име

Некоторые уравнения математической физики
Некоторые уравнения математической физики. Наиболее часто встречаются на практике линейные уравнения 2 порядка, называемые уравнениями математической физики. 1. Волновое уравнение описывает

Решение физических задач
Решение физических задач. с помощью дифференциальных уравнений. В соответствии со сказанным в п.2.1 решение физической задачи реальной жизни должно последовательно проходить в три этапа - со

Решение геометрических задач
Решение геометрических задач. При решении геометрических задач с помощью дифференциальных уравнений рекомендуется следующая последовательность действий - сделать чертж и ввести обозначения -

Решение задач по биологии
Решение задач по биологии. Живой организм представляет собой слишком сложную систему, чтобы его можно было рассматривать сразу во всех подробностях поэтому исследователь всегда выбирает упро

Решение задач по химии
Решение задач по химии. Многие процессы химической технологии описываются дифференциальными уравнениями - начиная от кинетических исследований и заканчивая химическими технологическими проце

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги