Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ДУ-Занятие-5п.doc
Скачиваний:
9
Добавлен:
17.08.2019
Размер:
545.28 Кб
Скачать

Данное уравнение решаем, применяя общий алгоритм:

a1. Примем y=p → исходное уравнение принимает вид: y=φ(p)∙x+ψ(p)=x .

a2. Дифференцируя последнее по x имеем: p–φ(p)=[x∙φ(p)+ψ(p)] .

a3. Запишем равенство: p–φ(p)= =0, его решения: p0=0. Учитывая p0 ≡φ(p0), запишем: y=φ(p0)∙x+ψ(p0) → y= 0∙x+0= 0. Пока не получено общее решение уравнения, мы не можем сказать, будет ли это решение особыми.

a4. Пусть теперь p–φ(p) ≠ 0. Уравнение для вычисления x: –x = , или – x =0, или = x уравнение с разделяющимися переменными.

a5. Интегрируем уравнение (предварительно разложив дробь : осуществляется по общей формуле разложения, используемой при интегрировании рациональных дробей: см. математический анализ!): = = – –ln , или в виде:

ln = – +C.

a6. Если учесть исходное: y=x∙ , то – = – +1. Тогда lny= – –1+C, или =C–lny – общее решение исходного уравнения.

a7. Учитывая начальные условия, получим: =3–lny – частное решение, для C=3.

Случай-2.

a0. Из условия (1) запишем: y=х. Форма записи уравнения имеет вид уравнения Лагранжа: y=φ(y)∙x+ψ(y), где φ(y)= и ψ(y)=0.

Данное уравнение решаем, применяя общий алгоритм:

a1. Примем y=p → исходное уравнение принимает вид: y=φ(p)∙x+ψ(p)=x .

a2. Дифференцируя последнее по x имеем: p–φ(p)=[x∙φ(p)+ψ(p)] .

a3. Запишем равенство: p–φ(p)= – =0, его решения: p0=0. Учитывая p0 ≡φ(p0), запишем: y=φ(p0)∙x+ψ(p0) → y= 0∙x+0= 0. Пока не получено общее решение уравнения, мы не можем сказать, будет ли это решение особыми.

a4. Пусть теперь p–φ(p) ≠ 0. Уравнение для вычисления x: –x = , или + x =0, или = x уравнение с разделяющимися переменными.

a5. Интегрируем уравнение (предварительно разложив дробь : осуществляется по общей формуле разложения, используемой при интегрировании рациональных дробей: см. математический анализ!): = – = –ln +C, или в виде: Получаем после несложных преобразований:

ln = +C.

a6. Если учесть исходное: y=x∙ , то = –1. Тогда lny= +1+C, или =C+lny – общее решение исходного уравнения.

a7. Учитывая начальные условия, получим: =3+lny – частное решение, для C=3.

Замечание: рассмотренная задача была решена в Главе 2 приведением к форме однородного уравнения; результаты получены одинаковые, но на этот раз потребовались дополнительные «изобретательность и терпенье» для достижения «одинаковости».

Ответ: =3±lny – частный интеграл заданного уравнения. Особое решение: y = 0.

Вопросы для самопроверки:

  1. Как определяют ДУ 1-го порядка, не разрешённое относительно производной?

  2. Основные типы уравнений, не разрешённых относительно производной.

  3. Как вводят параметр при решении уравнения y=φ(y)?

  4. Как вводят параметр при решении уравнения x=φ(y)?

  5. Как вводят параметр при решении уравнения F(y,y)=0?

  6. Как вводят параметр при решении уравнения F(x,y)=0?

  7. Что такое «Уравнения Лагранжа»?

  8. Привести пример применения ДУ для решения задачи из геометрии.

  9. Привести пример применения ДУ для решения задачи из физики.

< * * * * * >