Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Пр_роб_1.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
400.9 Кб
Скачать
  1. Кривуца в.Г., Барковський в.В., Барковська н.В.Вища математика. Київ, цул, 2003.

  2. Литвин і.І., Конончук о.М., Желєзняк г.О. Вища математика. Київ, цул, 2004.

  3. 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 = еxcosx

y2= еxcosx

y = еx(C1 cosx+C2sinx)

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 2 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 = ех12х) – загальний розв’язок даного диференціального рівняння.

Для визначення часткового розв’язку спочатку знайдемо похідну у функції

у = ех12х) :

у = ех12х)+ (ех)12х) = ехС2х12х) = ех122х).

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

  1. Які рівняння називають диференціальними ?

  2. Що таке порядок диференціального рівняння ?

  3. Що таке загальний розв’язок диференціального рівняння ?

  4. Що таке частковий розв’язок диференціаоьного рівняння

  5. Яка задача приводить до одержання часткового розв’язку ?

  6. Які дифекренціальні рівняння називають лінійними ?

  7. Які лінійні рівняння називають однорідними ?

  8. Запишіть загальний вигляд лінійного однорідного диференціального рівняння ІІ порядка з постійними коефіцієнтами

  9. Що називають характеристичним рівнянням лінійного однорідного диференціального рівняння ІІ порядка з постійними коефіцієнтами ?

  10. Від чого залежить загальний розв’язок лінійного однорідного диференціального рівняння ІІ порядка з постійними коефіцієнтами

  11. Як записуються розв’язки лінійного однорідного диференціального рівняння ІІ порядка з постійними коефіцієнтами в залежності від розв’язків характеристичного рівняння ?