DifYr
.pdfГрубо говоря, нужно провести гладкую кривую в области D так, чтобы расставленные на D стрелки показывали в каждой точке направление касательной к искомой кривой.
First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit
Решить дифференциальное уравнение
M(x; y)dx + N(x; y)dy = 0;
это значит описать всё множество интегральных кри-
вых этого уравнения в области определения этого уравнения.
Поле направлений
First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit
Замечания. Векторное поле дифференциального уравнения заданного в дифференциальной форме запи-
си (1.11) может содержать направления параллельные оси ординат.
First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit
Часто уравнения интегральных кривых дифференциального уравнения (1.11) задаются в виде:
(x; y) = 0; |
(1.12) |
при этом переменные x и y входят в уравнение (1.12) равноправно.
First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit
Если соотношение (1.12) удаётся записать в виде
y = '(x); x 2 (a; b);
то это будет решение дифференциального уравнения (1.11) на интервале (a; b).
First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit
Если интегральная кривая (1.12) задана параметриче- |
|||||
ски |
|
x = '(t) |
|
||
|
t 2 ( ; ); |
||||
|
|
||||
причём '0(t) 2 + |
y = (t); |
||||
|
0(t) |
2 > 0 для всех t 2 ( ; ), то |
|||
|
|
|
|
|
|
('(t); (t)) |
0 на ( ; ) и |
|
d (t) f('(t); (t)) d'(t) на ( ; ):
First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit
1.4. |
Теорема Кош´и |
Рассмотренный выше пример простейшего дифферен- |
|
циального уравнения (1.7) первого порядка, а так- |
|
же геометрическая интерпретация дифференциального |
|
уравнения первого порядка показывают, что дифферен- |
|
циальное уравнение первого порядка вида y0 = f(x; y), |
|
где |
|
f : D - R; D dom f R2; |
|
множество решений. |
|
имеет бесчисленное ! |
First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit |
|
Для того чтобы из этого бесчисленного множества ре- |
шений выделить определенное решение, обычно прихо- |
дится задавать значение искомой функции y0 при неко- |
тором значении аргумента x0. Пару чисел x0; y0 называ- |
ют начальными условиями, или начальными данными, |
решения. |
Геометрически задание начальных условий равносиль- |
но заданию точки (x0; y0) 2 D – ¾начальной точки¿ на |
плоскости xOy. |
First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit |
Будем говорить, что решение y = '(x); x 2 (a; b); урав- |
||
нения y0 = f(x; y) удовлетворяет начальным условиям |
||
x0 2 (a; b); y0 2 R, |
если '(x0) = y0, то |
есть, если |
(x0; y0) 2 graf '. |
|
|
Отыскание решения |
дифференциального |
уравнения |
y0 = f(x; y), удовлетворяющего заданным начальным |
||
условиям x0 2 (a; b); y0 2 R является одной из важней- |
||
ших задач теории дифференциальных уравнений. Эта |
||
задача называется задачей Кош´и. |
|
|
|
First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit |
Естественно возникает вопрос, всегда ли существует |
решение задачи Кош´и, и, если существует, будет ли оно |
единственным. |
Ответы на эти вопросы дает теорема Кош´и – теорема |
существования и единственности решения дифференци- |
ального уравнения первого порядка, разрешённого от- |
носительно производной. |
First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit |