рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Дифференциальные уравнения первого порядка

Дифференциальные уравнения первого порядка - раздел Математика, МАТЕМАТИКА Определение. Дифференциальным Уравнением (Д.у.) Называется Уравнение, Содержа...

Определение. Дифференциальным уравнением (д.у.) называется уравнение, содержащее производные неизвестной функции.

Если неизвестная функция зависит только от одного переменного, то д.у. называется обыкновенным; если от нескольких переменных и производные, входящие в д.у. – частные, то дифференциальным уравнением с частными переменными.

Так как наиболее частным случаем является изучение тех или иных характеристик процессов, протекающих во времени, то независимую переменную в обыкновенном д.у. будем обозначать через t, а функцию через х.

Наивысший порядок производной неизвестной функции, входящей в д.у. называется порядком дифференциального уравнения.

Решением дифференциального уравнения называется функция, при подстановке которой д.у. обращается в тождество.

Общий вид д.у. первого порядка есть

.

Задача Коши для д.у. первого порядка, разрешенного относительно производной:

найти определенную на некотором интервале функцию , имеющую на производную такую, что

для всех

и удовлетворяющую условию

,

где , а в точке определена функция .

Значения , при этом называются начальными данными, а условие - начальным условием.

Итак, задача Коши для д.у. состоит в нахождении решения д.у., удовлетворяющего заданному начальному условию.

 

Виды дифференциальных уравнений первого порядка

1. Дифференциальные уравнения с разделенными переменными

Уравнение вида

называется дифференциальным уравнением первого порядка с разделенными переменными.

Пример. Решить дифференциальное уравнение

.

Решение.

;

;

;

;

.

2. Дифференциальные уравнения с разделяющимися переменными

Уравнение вида

называется дифференциальным уравнением первого порядка с разделяющимися переменными.

Разделим обе части д.у. на , получим уравнение

,

которое является уравнением с разделенными переменными.

Пример. Решить дифференциальное уравнение

.

Решение.

Разделим обе части уравнения на , получим

;

;

;

;

;

.

3. Однородные уравнения первого порядка

Уравнение вида

,

где - однородная функция нулевого измерения, называется однородным д.у. первого порядка.

Заменой , д.у. сводится к уравнению с разделяющимися переменными.

Пример. Решить дифференциальное уравнение

.

Решение.

;

.

Сделаем замену , , получим

;

.

Разделим обе части уравнения на , получим

;

;

;

;

.

Тогда, .

4. Уравнение Бернулли

Уравнение вида

называется уравнением Бернулли.

Для решения уравнения делают замену

.

Тогда уравнение Бернулли примет вид

;

.

Найдем из решения уравнения , найдем из решения уравнения .

Пример. Решить дифференциальное уравнение

Решение. Сделаем замену , получим

;

.

1) решим уравнение

;

;

;

;

;

2) решим уравнение

;

;

;

;

;

;

;

;

Тогда, .

5. Линейное уравнение первого порядка

Уравнение Бернулли при , т.е. дифференциальное уравнение вида

называется линейным уравнением первого порядка.

Замена и метод решения линейного д.у. первого порядка аналогичны замене и методам решения уравнения Бернулли.

Пример. Решить дифференциальное уравнение

.

Решение. Сделаем замену , получим

;

;

1) Решим уравнение ;

;

;

;

;

2) Решим уравнение ;

;

;

;

;

.

Тогда, решением д.у. является функция .

 

 

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

МАТЕМАТИКА

бюджетного образовательного учреждения высшего... профессионального образования Московский государственный... университет экономики статистики и информатики МЭСИ...

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

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:

МАТЕМАТИКА
(для студентов заочной формы обучения) Учебное пособие   Ярославль 2012 УДК ББК     Жолудева

Матрицы и определители
Прямоугольной матрицей порядка m×n называется таблица чисел, состоящая из m строк и n столбцов.

Определители
Важной характеристикой квадратной матрицы А порядка n является ее определитель 1. Рассмотрим это понятие для матриц второго порядка. Пусть задана матрица

Системы линейных уравнений
Рассмотрим систему m уравнений с n неизвестными (1) Матрица А, составленная из коэ

Линейные пространства. Арифметические векторы
Множество V называется линейным пространством, если 1) задано правило, по которому для каждых 2-х элементов

Векторы на плоскости и в пространстве
Существует две категории величин: скалярные и векторные величины. Скалярные величины – это величины, которые определяются только числовым значением (например, масса, температура, объем); векторные

Аналитическая геометрия на плоскости
Установление связи между алгеброй и геометрией было, по существу, революцией в математике. Это позволило воспринимать математику как единую науку и способствовало ее быстрому развитию. Создателем м

Аналитическая геометрия в пространстве
Плоскость в пространстве и ее уравнения Пусть в пространстве введена прямоугольная си

Предел последовательности, предел функции
В математике под множеством называется совокупность, набор каких-либо предметов (объектов). Это не есть точное математическое определение. Также как и понятия точки, прямой, числа и т.д., понятие м

Производная функции и ее применение к исследованию функции
Непрерывные функции Определение 1. Функция называется непрерывной в точке

Неопределенный интеграл
Функия называется первообразной для функции

Определенный интеграл
Пусть функция задана на отрезке

Понятие функции нескольких переменных
Функции двух переменных Пусть на плоскости ХОУ имеется некоторое множество точек D и каждой точке

Дифференциальное исчисление функций нескольких переменных
Дифференциальное исчисление функций двух переменных Определение. Частными производными в точке

Комплексные числа и действия над ними
Определение. Комплексным числом называется выражение

Дифференциальные уравнения второго порядка
Очень важным классом дифференциальных уравнений порядка выше первого вляется класс линейных дифференциальных уравнений. Рассмотрим линейные дифференциальные уравнения второго порядка. Преж

Знакоположительные ряды. Признаки сходимости
Пусть дана последовательность вещественных (действительных) чисел Числовым рядом называетс

Знакочередующиеся числовые ряды. Признак Лейбница
Определение. Числовой ряд, члены которого поочередно имеют то положительные, то отрицательные знаки, называется знакочередующемся рядом и записывается в виде

Степенные ряды
Определение. Ряд называется функциональным, если члены его являются функциями от

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