- •Мелітополь
- •3. Застосування лінійних диференціальних рівнянь до
- •1. Диференціальні рівняння першого порядку
- •1.1. Диференціальні рівняння з відокремлюваними змінними
- •1.2. Однорідні диференціальні рівняння
- •1.3. Лінійні диференціальні рівняння та рівняння я. Бернуллі
- •2. Диференціальні рівняння другого порядку
- •2.1. Диференціальні рівняння другого порядку, які допускають пониження порядку
- •2.2. Лінійні диференціальні рівняння другого порядку зі сталими коефіцієнтами
- •3. Застосування лінійних диференціальних рівнянь до дослідження механічних та електричних коливань
- •3.1. Дослідження коливань пружної підвіски культиватора
- •3.2. Застосування лінійних диференціальних рівнянь до дослідження електричних коливань
- •3.3. Модель ринку з прогнозованими цінами
- •Розділ 2. Завдання для індивідуальної роботи Теоретичні питання
- •Розрахункові завдання
- •1. Знайти розв’язок задачі Коші
- •Література
- •Міністерство аграрної політики україни
- •Таврійський державний агротехнологічний університет
- •Кафедра вищої математики
- •Диференціальні рівняння
Література
Пискунов Н.С. Дифференциальное и интегральное исчисления. Для ВТУЗов, т.2 : Учебное пособие для ВТУЗов. – 13-е изд. – М. : Наука, 1985 – 560 с.
Бугров Я.С., Никольский С.М. Высшая математика. Дифференциальные уравнения. Кратные интегралы. Ряды. Функции комплексного переменного. Учебник для ВТУЗов – М.: Наука, 1989 – 464 с.
Гутер Р.С., Ямпольский А.Р. Дифференциальные уравнения. – М.: Высшая школа, 1976 – 304 с.
Бугір М.К. Математика для економістів. – Навчальний посібник. Тернопіль: Підручники і посібники, 1998. – 192 с.
Додаток 1
Формули відповідності |
||||||||||
Оригінал |
Зображення |
Оригінал |
Зображення |
|||||||
1 |
|
|
9 |
|
|
|||||
2 |
|
|
10 |
|
|
|||||
3 |
|
|
11 |
|
|
|||||
4 |
|
|
12 |
|
|
|||||
5 |
|
|
13 |
|
|
|||||
6 |
sh at |
|
14 |
|
|
|||||
7 |
ch at |
|
15 |
|
|
|||||
8 |
|
|
16 |
|
|
|||||
Основні теореми операційного числення |
||||||||||
1 |
Властивість лінійності
|
|||||||||
2 |
Теорема подібності
|
|||||||||
3 |
Теорема зсунення
|
|||||||||
4 |
Теорема диференціювання по параметру
|
|||||||||
5 |
Теорема запізнення
|
Додаток 1 (продовження)
6 |
Зображення періодичних оригіналів
|
7 |
Диференціювання оригінала
|
8 |
Інтегрування оригінала
|
9 |
Диференціювання зображення
|
10 |
Інтегрування зображення
|
11 |
Згортка функцій. Теорема множення зображень ; |
12 |
Інтеграли Дюамеля
|
Формули розкладання |
|
I |
Корені многочлена Nn(p) дійсні, прості і відмінні від нуля.
де pk – корені знаменника. |
II |
Корені многочлена Nn(p) дійсні, прості і p = 0 є простий корінь Nn(p); Nn(p) = .
|
Додаток 1 (продовження)
III |
Корені многочлена Nn(p) кратні
|
IV |
Корені многочлена Nn(p) комплексно спряжені, прості.
|
Додаток 2
Довідкові матеріали для
розв’язання диференціальних рівнянь.
Диференціальні рівняння І порядку F(x,y,y') = 0
Тип диференціального рівняння |
Метод інтегрування |
1. З відокремлюваними змінними
|
|
2. Однорідні
де , – однорідні функції. Функція називається однорідною виміру n, якщо для любих виконується рівність
де – однорідна функція нульового виміру. |
Заміна (або )
(або ) .
Заміна . |
Додаток 2 ( продовження)
3. Лінійні
|
а) метод І. Бернуллі
(або ), тоді (або ) . б) метод варіації довільної сталої 1) 2) Нехай C = C(x), тоді
3) Підставивши значення і в початкове лінійне рівняння отримаємо
звідки знаходимо C = C(x), тоді
|
4.Рівняння Я. Бернуллі
де |
а) заміна приводить диференціальне рівняння Я. Бернуллі до лінійного диференціального рівняння. метод І. Бернуллі
(або ), тоді (або ) . |
Додаток 2 (продовження )
Диференціальні рівняння ІІ порядку , які допускають пониження порядку |
|
Вид диференціального рівняння |
Метод інтегрування |
1. |
|
2. |
Заміна
|
3. |
Заміна
Визначивши шляхом повторного інтегрування знайдемо y. |
4. явно не містить y |
Заміна
|
5. явно не містить x |
Заміна ; ; ;
|
Додаток 2 (продовження )
Диференціальні рівняння ІІ порядку однорідні |
|
Вид диференціального рівняння |
Загальний розв’язок |
Складемо характеристичне рівняння, замінюючи:
де |
|
Диференціальні рівняння ІІ порядку неоднорідні зі сталими коефіцієнтами |
|
|
Метод варіації довільних сталих 1)
2) нехай тоді де невідомі функції. Розв’язок і знаходимо з системи рівнянь
Інтегруючи і знаходимо і , і підставляючи їх в загальний розв’язок отримаємо розв’язок неоднорідного диференціального рівняння |
Додаток 2 (продовження )
Диференціальні рівняння ІІ порядку неоднорідні зі сталими коефіцієнтами і правою частиною спеціального виду |
|||
1) |
|
||
Структура m – не є коренем характеристичного рівняння |
Структура m – корінь характеристичного рівняння, r – кратність |
||
|
|
||
де многочлен з невизначеними коефіцієнтами. В залежності від степеня маємо:
і т.д. |
|||
2)
|
Структура – не є коренем характеристичного рівняння |
Структура – корінь характеристичного рівняння |
|
|
|
||
де і многочлени з невизначеними коефіцієнтами. |
Додаток 3