Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ДУ-Занятие-2п.doc
Скачиваний:
7
Добавлен:
06.05.2019
Размер:
512.51 Кб
Скачать

Домашнее задание

Дома

Л-3

гл.10: № 46, 51, 54, 61, 64, 173.

6

Пример 146: Решить дифференциальное уравнение: y= + .

Решение:

1). Так как в заданном уравнении правая часть зависит только от отношения неизвестных, то это уравнение – однородное!

2). Данное уравнение решаем, применяя общий алгоритм «а» (см. Лекцию!):

3). В нашем случае:

a1. Выделяем возможные решения исходного уравнения: f(x,y0)=0. Их нет.

a2. Примем = u; получим: φ(u)=f(u)–u= u+u= .

a3. Проверим условие: φ(u0)= f(u0)–u0=0. Решений дополнительных нет.

a4. Учитывая, что f(u)u0, запишем ДУ в виде (1): 2udu =2 .

a5. Интегрируем уравнение (1): u2= lnCx2.

a6. Записываем общее решение ДУ. Учитывая что u= , получаем: y2= x2lnCx2.

Ответ: y2= x2lnCx2 – общее решение ДУ.

Пример 251: Решить дифференциальное уравнение: y2dx+ x2dy = xydy.

Решение:

1). Заданное ДУ – однородное: множители при dx и dy – однородные функции 2-го порядка (одинакового!). Далее используется «стандартный алгоритм» решения уравнения, заданного в дифференциальной форм: y2dx+(x2–xy)dy =0.

2). Данное уравнение решаем, применяя общий алгоритм «в» (см. Лекцию!):

a0. Выделяем возможные решения исходного уравнения f1(x,y)dx+f2(x,y)dy=0.Имеем: f1(x,y)=y2; f2(x,y) =x2–xy. Первое: f1(x,y0)=0 при каких y0=0 – ось ОХ. Второе условие: f2(x0,y)=0. Даёт решение: x=x0=0 – ось ОY.

a1. Запишем наше уравнение в виде: y′= : y′= = . Здесь учтено: f2(x,y)=x≠ 0.

a2. Примем = u; получим выражение: φ(u)=f(u)u=u= .

a3. Проверим условие: φ(u0)=0: имеем u0=0 → y=0: уже участвует согласно a0.

a4. Учитывая, что теперь f(u)u0, записываем уравнение: = . (1)

a5. Находим интеграл: J= =u–ln|u|.

a6. Записываем результат интегрирования уравнения (1): u–ln|u|=lnCxu=ln(Cux). Записываем общее решение ДУ. Учитывая что u = , получаем: =Cy.

Ответ: =Cy – общее решение ДУ, также x=0, y=0 (из общего не выделяются ни при каком С).

Пример 354: Решить дифференциальное уравнение: xy=y+ xtg .

Решение:

0). Представим ДУ в виде: y= + tg . Деление на x0.

1). Так как в заданном уравнении правая часть зависит только от отношения неизвестных, то это уравнение – однородное!

2). Данное уравнение решаем, применяя общий алгоритм «а» (см. Лекцию!):

3). В нашем случае:

a1. Выделяем возможные решения исходного уравнения: f(x,y0)=0. Видим: y0=0 –решение ДУ.

a2. Примем = u; получим: φ(u)=f(u)–u=u+tguu=tgu.

a3. Проверим условие: φ(u0)= f(u0)–u0=0. Следует: u0=πn, n Z, которые являются решениями ДУ, то есть y=x∙πn, n Z – семейство прямых, проходящих через начало координат XOY. При n=0 получаем найденное ранее y0 = 0 – ось ОХ.

a4. Учитывая, что теперь f(u)u0, запишем ДУ в виде (1): = .

a5. Интегрируем уравнение (1): ln|sinu|= lnCx.

a6. Записываем общее решение: sinu=Cx. Учитывая что u= , получаем: sin =Cx.

Ответ: sin =Cx – общее решение ДУ, также y=x∙πn, n Z.

Пример 461: Решить дифференциальное уравнение: (x+y–1)2dy=2(y+2)2dx.

Решение:

1). Заданное ДУ – специального вида: множители при dx и dy – линейные функции, их отношение образует специальную дробь: 2 . Так как прямые l1: 0x+y+2=0 и l2: x+y–1=0 пересекаются: их нормальные векторы =(0,1) и =(1,1) не коллинеарны, то имеем Случай-1 уравнения специального вида. Далее используется «стандартный алгоритм» для этого случая.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]