Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
6-7-Линейные-дифференциальные-уравнения-второго....docx
Скачиваний:
33
Добавлен:
24.11.2018
Размер:
957.49 Кб
Скачать

7.3. Структура частного решения лнду с аддитивной правой частью.

Наряду с рассмотренными в7.2. решениями (ЛНДУ) с постоянными коэффициентами встречаются такие (ЛНДУ), где правая часть аддитивна, т.е. является суммой двух или нескольких функций разного вида.

.

Теорема 1:

Если - частное решение (ДУ)

,

а - частное решение (ДУ)

,

то является частным решением (ДУ)

.

Таким образом, решение ЛНДУ с аддитивной правой частью можно представить схематично (рис.2).

- по ви-

ду правой части

- общее решение ЛОДУ

а) б)

а) - частное решение б) - частное решение

для для

Общее решение ЛОДУ: .

Рис. 2. Общая схема решения ЛНДУ методом неопределенных коэффициентов с аддитивной правой частью.

Пример 8. Найти общее решение ДУ:

.

Решение.

  • Найдем общее решение соответствующего ЛОДУ:

.

Характеристическое уравнение . Его корни .

Общее решение ЛОДУ:

.

  • Правая часть ЛНДУ

. сумма 2-х функций.

Тогда структура частного решения: . Рассмотрим отдельно и в соответствии с общей схемой (2).

соответствует I виду (т.к. не совпадает ни с , ни с , ).

соответствует 1-му случаю I вида правой части (т.к. не совпадает ни с , ни с , то ).

Частное решение по своему общему виду такое же, как и правая часть

, но с неопределенными коэффициентами:

.

  • Найдем неизвестные коэффициенты . Для этого подставим в данное ДУ . Предварительно найдем их, а затем умножим соответственно на 2,3, и 1:

Сложим соответственно левые и правые части этих равенств, получим алгебраическое уравнение с неизвестными .

Приравниваем коэффициенты при одинаковых функциях соответственно левой и правой частей уравнения:

.

  • Подставим в общий вид :

.

  • Найдем общее решение ЛНДУ:

.

Ответ: .

Примеры для самостоятельной работы.

Решить дифференциальное уравнение методом вариации произвольных постоянных:

7.1.

7.2.

7.3.

7.4.

7.5.

7.6.

Решить дифференциальное уравнение методом неопределенных коэффициентов:

7.7.

7.8.

7.9.

7.10.

7.11.

7.12.

7.13.

7.14.

7.15

7.16.

Решить дифференциальное уравнение с аддитивной правой частью:

7.17.

7.18.

7.19.

7.20

7.21.

Ответы:

7.1.

7.2.

7.3.

7.4.

7.5.

7.6.

7.7.

7.8.

7.9.

7.10.

7.11.

7.12.

7.13.

7.14.

7.15.

7.16.

7.17.

7.18.

7.19.

7.20.

7.21.

58