- •Ответы на теоретические вопросы к экзамену по математическому анализу
- •Сформулируйте теорему Абеля для степенных рядов. Может ли ряд , расходящийся в точке , сходиться при ?
- •Сформулируйте теорему о почленном дифференцировании степенного ряда. Используя эту теорему, найдите сумму ряда при .
- •Сформулируйте достаточное условие разложимости функции в ряд Маклорена. Докажите, что функция разлагается в ряд Маклорена на любом интервале .
- •Сформулируйте достаточное условие разложимости функции в ряд Маклорена. Докажите, что функция разлагается в ряд Маклорена на всей числовой оси.
- •Сформулируйте теорему о почленном дифференцировании степенного ряда. Используя эту теорему, найдите разложение функции в ряд Маклорена, исходя из разложения функции .
- •Ряд (2) имеет тот же радиус сходимости r, что и ряд (1).
- •На всем интервале (-r,r) функция f(X) имеет производную f,(X), которая разлагается в степенной ряд (2)
- •Найти значение а, при котором функция является решением дифференциального уравнения
- •Сформулируйте теорему существования и единственности решения задачи Коши для дифференциального уравнения первого порядка Проверьте выполнение условий этой теоремы для задачи ,
- •Какое решение дифференциального уравнения называется особым? Найдите особое решение уравнения .
- •Дайте определение и приведите пример автономного дифференциального уравнения. Сформулируйте свойство решений автономного уравнения.
- •Дайте определение уравнения Бернулли. Приведите пример.
- •Дайте определения системы линейно зависимых и системы линейно независимых функций. Установить линейную независимость системы функций , , .
Ряд (2) имеет тот же радиус сходимости r, что и ряд (1).
На всем интервале (-r,r) функция f(X) имеет производную f,(X), которая разлагается в степенной ряд (2)
ряд для cosx получается почленным дифференцированием ряда Sinx=x-(x3/3!)+(x5/5!)-…+(-1)n(x2n+1/(2n+1)!)+…
(Sinx)’=x’-(x3/3!)’+(x5/5!)’-…+((-1)n(x2n+1/(2n+1)!))’+…
Cosx=1-x2/2!+x4/4!-…+(-1)n(x2n/(2n!)
Найти значение а, при котором функция является решением дифференциального уравнения
Сформулируйте теорему существования и единственности решения задачи Коши для дифференциального уравнения первого порядка Проверьте выполнение условий этой теоремы для задачи ,
Если в некоторой окрестности точки (х0;у0) функция f(x,y) определенная, непрерывна и имеет непрерывную частную производную f’y, то существует такая окрестность точки (х0;у0), в которой задача Коши y’=f(x,y), y(x0)=y0имеет решение, притом единственное.
Подставим в исходное:
Запишем общее решение:
Подставим значения условий для задачи Коши
Ответ: с=3 и у= -3х.
Какое решение дифференциального уравнения называется особым? Найдите особое решение уравнения .
Особое решение дифференциального уравнения – это некоторая интегральная прямая уравнения, состоящая из особых точек.
Практика:
Решение уравнения, но есть особые решения при y(x)=0.
Дайте определение и приведите пример дифференциального уравнения с разделяющимися переменными. Приведите уравнение к виду уравнения с разделенными переменными. Одним из наиболее простых, но весьма важных типов дифференциальных уравнений являются уравнения с разделяющимися переменными. Это дифференциальные уравнения вида: y’=f(x)g(y), где f(x) и g(y) – непрерывные функции.
Проверим на однородность функцию:
=> однородны.
Уравнение с разделяющимися переменными.
Дайте определение и приведите пример автономного дифференциального уравнения. Сформулируйте свойство решений автономного уравнения.
Одним из важных частных случаев дифференциальных уравнений с разделяющимися переменными являются так называемые автономные уравнения. Это уравнения вида :y’=g(y).
Замечание: Если у*- корень уравнения g(y)=0, то у=у* (у-const) является решением уравнения y’=g(y). Такое решение называется стационарным.
Теорема: Если у=фи(х) – решение автономного дифференциального уравнения, то у=фи(х+С) также является решением этого уравнения.
Пример: y’=cos(2y+2x+6). Делая замену z=2y+2x+6, находим z’=2y’+2. Следовательно, z’=2cosz+2, или z’=4cos2z/2.
Дайте определение уравнения Бернулли. Приведите пример.
Дифференциальное уравнение вида y’+p(x)y=f(x)yn (n≠0, n≠1) называется уравнением Бернулли. Пример: y’-y=e6x/y2. Решение: n=-2. Выполним замену z=y3, получим z’=3y2y’. Далее решаем полученное уравнение: z’-3z=3e6x
Дайте определение и приведите пример линейного дифференциального уравнения второго порядка. Докажите, что если и – решения линейного неоднородного уравнения, то разность является решением соответствующего линейного однородного уравнения
Линейным уравнением второго порядка называется уравнение y”+p(x)y’+q(x)y=b(x). Пример y”+5y’+6y=4sin(x).
Т.к. Y1(X) и Y2(X) явл решением, то: Y’+p(X)Y=G(X) - верное по усл
Y1’(X)+P(X)Y1(X)=G(X)-верное по усл
Y2’+P(X)Y2(X)=G(x)- верное по усл
Y1’(X)-Y2’(X)+P(X)(Y1(X)-Y2(X)))=0 –это и есть решение.