DifYr
.pdfПусть, далее, точка M0(x0; y0) изолированная особая точка дифференциального уравнения (1.69), т.е.
P(x0; y0) = Q(x0; y0) = 0;
а функции P; Q непрерывны и имеют непрерывные частные производные в некоторой "- окрестности точки
M0.
First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit
Рассмотрим несколько типичных особых точек уравнения (1.69).
Пример 17. Решить уравнение
2y dx - x dy = 0: |
(1.70) |
First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit
Решение.
Так как M(x; y) = 2y; N(x; y) = x, то область определения уравнения (1.70) есть R2.
Определим тип уравнения.
First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit
Тип уравнения (1.70) – уравнение с разделяющимися переменными.
Так как @M@y = 2, а @N@x = - 1, то уравнение (1.70) не является уравнением в полных дифференциалах.
Попробуем найти интегрирующий множитель.
First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit
Будем искать интегрирующий множитель = (z); z = '(x; y). Запишем
d ln |
= |
|
@M@y - @N@x |
= |
|
3 |
: |
||
dz |
|
|
@z |
@z |
@z |
@z |
|||
|
|
|
|
||||||
|
|
|
N@x |
- M@y |
|
-x@x |
- 2y@y |
|
First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit
Положим z = '(x; y) = x. Тогда
d ln |
= |
3 |
: |
(1.71) |
||
dx |
|
-x |
||||
|
|
|
Решая уравнение (1.71) получим = x13.
First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit
После умножения уравнения (1.70) на интегрирующий множитель = x13 получим уравнение в полных дифференциалах
|
|
2y |
1 |
|
||
dU(x; y) = |
|
|
|
dx - |
|
dy = 0: |
|
x3 |
x2 |
||||
|
|{z} |
|{z} |
||||
|
|
M |
N |
First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit
Находим функцию U:
2y |
|
|
U(x; y) = Z x3 dx + '(y) = - yx12 + '(y) |
||
Дифференцируем по y: |
|
|
- 1 |
= - 1 |
+ '0(y); |
x2 |
x2 |
|
то есть
'0(y) = 0 и '(y) = C:
First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit
Итак, U(x; y) = - xy2 + C и y = Cx2 есть общее решение уравнения (1.70) в области R2 n f(0; 0)g.
First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit
Итак, семейство ветвей парабол y = Cx2 есть общее решение в R2 n f(0; 0)g.
Через начало координат не проходит ни одна интегральная кривая уравнения (1.70).
Начало координат – особая точка, называемая узлом.
First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit