
- •Теоретична частина
- •Приклад 2. Знайти загальний розв’язок рівняння
- •Практична частина
- •Кривуца в.Г., Барковський в.В., Барковська н.В.Вища математика. Київ, цул, 2003.
- •Литвин і.І., Конончук о.М., Желєзняк г.О. Вища математика. Київ, цул, 2004.
- •Богомолов м.Н. Практичні заняття з математики. Київ, Вища школа, 1986.] Теоретична частина
- •Практична частина
- •Кривуца в.Г., Барковський в.В., Барковська н.В.Вища математика. Київ, цул, 2003.
- •Литвин і.І., Конончук о.М., Желєзняк г.О. Вища математика. Київ, цул, 2004.
- •Богомолов м.Н. Практичні заняття з математики. Київ, Вища школа, 1986.] Теоретична частина
- •Для визначення часткового розв’язку спочатку знайдемо похідну у функції
- •Практична частина
Кривуца в.Г., Барковський в.В., Барковська н.В.Вища математика. Київ, цул, 2003.
Литвин і.І., Конончук о.М., Желєзняк г.О. Вища математика. Київ, цул, 2004.
Богомолов м.Н. Практичні заняття з математики. Київ, Вища школа, 1986.] Теоретична частина
Лінійним диференціальним рівнянням другого порядку з постійними коефіцієнтами називається рівняння виду:
у+py+qy = f(x) ,
де p i q - числа.
Якщо f(x) = 0, то диференціальне рівняння називається лінійним однорідним і має вигляд:
у+py+qy =0.
Рівняння k2+kp+q = 0 називають характеристичним.
Воно визначає ті значення k – при яких функція у = еkx є частковим розв’язком лінійного однорідного диференціального рівняння другого порядку з постійними коефіцієнтами. Можливі наступні випадки:
№ п/п |
Корені характеристич-ного рівняння |
Часткові розв’язки диференціального рівняння |
Загальний розв’язок диференціального рівняння |
1 |
k1 k2 |
|
|
2 |
k1 = k2 |
|
|
3 |
k1,2= і |
y1 = еxcosx y2= еxcosx
|
y = еx(C1 cosx+C2sinx) |
Приклад 1. Знайти загальний розв’язок диференціального рівняння:
у-5у+6у = 0 .
Розв’язання: Складемо характеристичне рівняння і знайдемо його корені:
k2-5k+6 = 0, D = 25-24 = 1 ,
Корені характеристичного рівняння є дійсними і різними, тому у1 = е2x ,
у2 = е3x - часткові розв’язки, а у = С1 е2x +С2 е3x - загальний розв’язок диференціального рівняння.
Приклад 2. Знайти частковий розв’язок диференціального рівняння:
у-2у+у = 0 для початкової умови у(0) = 4; у (0) = 2 .
Розв’язання: Характеристичне рівняння k2-2k+1=0, або (k-1)2= 0 має дійсні рівні корені k1= k2=1, тому у1= ех, у2= хех – часткові розв’язки, а
у = ех(С1+С2х) – загальний розв’язок даного диференціального рівняння.
Для визначення часткового розв’язку спочатку знайдемо похідну у функції
у = ех(С1+С2х) :
у = ех(С1+С2х)+ (ех)(С1+С2х) = ехС2+ех (С1+С2х) = ех(С1+С2+С2х).
Тепер підставимо початкові умови у вирази для у і у
або
,
звідки С1=
4, С2=
-2 .
Підставивши ці значення в загальний розв’язок, знайдемо частковий розв’язок диференціального рівняння при даних початкових умовах:
у = ех(4-2х) .
Практична частина
Завдання 1.
Знайти загальний розв’язок диференціальних рівнянь:
Завдання 2.
Розв’язати задачу Коші:
Контрольні запитання
Які рівняння називають диференціальними ?
Що таке порядок диференціального рівняння ?
Що таке загальний розв’язок диференціального рівняння ?
Що таке частковий розв’язок диференціаоьного рівняння
Яка задача приводить до одержання часткового розв’язку ?
Які дифекренціальні рівняння називають лінійними ?
Які лінійні рівняння називають однорідними ?
Запишіть загальний вигляд лінійного однорідного диференціального рівняння ІІ порядка з постійними коефіцієнтами
Що називають характеристичним рівнянням лінійного однорідного диференціального рівняння ІІ порядка з постійними коефіцієнтами ?
Від чого залежить загальний розв’язок лінійного однорідного диференціального рівняння ІІ порядка з постійними коефіцієнтами
Як записуються розв’язки лінійного однорідного диференціального рівняння ІІ порядка з постійними коефіцієнтами в залежності від розв’язків характеристичного рівняння ?