- •1. Основные понятия о ду.
- •2. Ду-1-проп. Решение. Общее решение, частное решение. Общий интеграл. Задача Коши. Существование и единственность решения задачи Коши.
- •3. Геометрическая интерпретация ду-1-проп. Поле направлений. Интегральная кривая. Геометрический смысл задачи Коши. Обыкновенная и особые точки.
- •4. Качественное исследование ду-1-проп. Изоклины. Линия экстремумов и линия перегибов интегральных кривых.
- •5. Особые решения ду-1-проп. Способы их отыскания.
- •6. Ду 1 порядка с разделяющимися переменными и приводимые к ним.
- •8. Ду 1 порядка, приводимые к однородным.
- •9. Линейные ду 1 порядка. Структура общего решения. Метод вариации произвольной постоянной.
- •10. Ду 1 порядка, приводимые к линейным. Ду Бернулли и Риккати
- •11. Ду 1 порядка в полных дифференциалах.
- •12. Интегрирующий множитель ду 1 порядка. Способы его нахождения. Связь с особыми решениями. Число интегрирующих множителей данного уравнения
- •13. Интегрирующий множитель для ду с разделяющимися переменными, однородного и линейного.
- •14. Теорема Коши-Пикара для ду-1-проп. Метод последовательных приближений Пикара построения решения.
- •15. Теорема Коши-Пикара для ду-1-проп. Доказательство сходимости пикаровских приближений к непрерывной функции.
- •16. Теорема Коши-Пикара для ду-1-проп. Доказательство сходимости пикаровских приближений к решению задачи Коши.
- •17. Теорема Коши-Пикара для ду-1-проп. Доказательство единственности решения. Метод Пикара как приближенный метод решения задачи Коши.
- •18. Теорема о продолжении решения задачи Коши. Продолжаемые и непродолжаемые решения.
- •19. Теорема о непрерывной зависимости решения задачи Коши от параметров.
- •20. Теорема о непрерывной зависимости решения задачи Коши от начальных условий.
- •21. Степень гладкости решения задачи Коши. Дифференцируемость решения по начальным данным и параметрам.
- •22. Численные методы интегрирования ду 1 порядка. Методы I и II порядка. Одношаговые и многошаговые методы. Особенности численного моделирования решения ду.
- •23. Ду-1-пнроп. Решение. Общее решение, частное решение. Общий интеграл. Поле направлений. Постановка задачи Коши.
- •24. Теорема Коши-Пикара для ду 1 порядка, не разрешенного относительно производной.
- •25. Особые решения ду-1-нпроп. Способы отыскания. Дискриминантная кривая. Огибающая семейства интегральных кривых.
- •26. Методы интегрирования ду-1-пнроп. Уравнения, не содержащие искомой функции.
- •27. Методы интегрирования ду-1-пнроп. Уравнения, не содержащие независимой переменной.
- •28. Методы интегрирования ду-1-пнроп. Общий случай.
- •29. Ду Лагранжа
- •30. Ду Клеро
26. Методы интегрирования ду-1-пнроп. Уравнения, не содержащие искомой функции.
1) . Обозначим,. Если существует один действительный корень, то общий интеграл записывается в виде:,.
2)
Разрешим относительно производной: ,,
Разрешим относительно :,,,, общее решение примет вид
Параметризуем ,,, обшее решение
Замечание: всегда можно представить , подставить в уравнение и выразитьи.
27. Методы интегрирования ду-1-пнроп. Уравнения, не содержащие независимой переменной.
Разрешим относительно производной:
. Общее решение
Введем параметр , разрешим относительно функции:
,,,,,. Общее решение
Параметризуем: ,
,,,. Общее решение
28. Методы интегрирования ду-1-пнроп. Общий случай.
Разрешим относительно производной: . Решаем каждую из ветвей и объединяем их решения в общее
Разрешим относительно :. Введем параметр,
,,
Пусть общее решение найдено как ,- общее решение в явной форме.
Пусть общее решение найдено как ,- общее решение в параметрической форме.
Разрешим относительно :. Введем параметр,
,,
Пусть общее решение найдено как ,- общее решение в явной форме.
Пусть общее решение найдено как ,- общее решение в параметрической форме.
Параметризуем уравнение по полной: ,,,
,
. Пусть общее решение найдено в виде, тогда. Пусть общее решение найдено в виде, тогда.
29. Ду Лагранжа
-ДУ Лагранжа.
Предположим, что одновременно,- непрерывные. Пусть, тогда разрешим уравнение относительно:. Пусть, тогда,,,. Если, то можно разрешить по:. Получено линейное уравнение первого порядка, оно всегда интегрируемо в квадратурах, поэтому ДУ Лагранжа также всегда интегрируемо в квадратурах.
Пусть найдено общее решение , тогда общее решение ДУ Лагранжа имеет вид.
Если есть такие , что, тогдабудут решениями.- это так называемые интегральные прямые уравнения Лагранжа. Среди них могут быть особые решения.
30. Ду Клеро
-ДУ Лагранжа.
Предположим, что одновременно,- непрерывные. Пусть, тогда разрешим уравнение относительно:. Пусть, тогда,,,. Если, т.е.и ДУ имеет вид, то этоДУ Клеро.
Решим введением параметра :,,
Если , то, и- общее решение ДУ Клеро (прямые).
Если ,,,
, значит, это решение. Если заменитьнас, то получим общее решение уравнения Клеро. Найдем кривые, подозрительные на особое решение с помощью огибающей:
,,- решение (*). Возьмеми параметр:,, значит,., значит, (*) – особое решение.
Существует сокращенный способ решения ДУ Клеро. Общее решение получается заменой . Особое решение – огибающая этого семейства прямых. Если, т.е., то вместо особого решения имеем особую точку, через которую проходят все интегральные прямые.