- •Завдання на екзамен з предмету “Диференціальні рівн’яння’’ Теоретичні завдання
- •Практичні завдання
- •1.Загальні поняття та означення диференціальних рівнянь першого порядку
- •2.Теорема Коші
- •3. Рівняння, що зводяться до рівнянь зі змінними, що розділяються.
- •4. Однорідні диференціальні рівняння. Загальні поняття.
- •5. Рівняння, що зводяться до однорідних
- •6. Лінійні диференціальні рівняння першого порядку
- •7. Рівняння Бернуллі
- •8. Рівняння Рікатті
- •9. Рівняння в повних диференціалах
- •10. Інтегруючий множник
- •11. Частинні випадки інтегруючих множників
- •15. Рівняння Лагранжа
- •16. Рівняння Клеро
- •17. Диференціальні рівняння вищих порядків
- •18. Задача Коші для диференціальних рівнянь вищих порядків.
- •19. Теорема Коші
- •20. Загальний розв’язок диференціальних рівнянь вищих порядків
- •21. Частинний розв’язок диференціальних рівнянь вищих порядків.
10. Інтегруючий множник
В
деяких випадках рівняння виду
не є рівнянням в повних диференціалах,
але існує функція
така,
що рівняння
,
то рівняння буде рівнянням в повних
диференціалах та достатньо умов цього
є рівність; необхідно і достатньо
Таким
чином замість звичайного диференціального
рівняння відносно функції у(х) одержимо
диференціальне рівняння в частинних
похідних відносно функції
.
Задача інтегрування його значно
спрощується, якщо відомо в якому шукати
функцію
відома
функція.
В
цьому випадку одержимо
після
підстановки в рівняння одержимо
Проінтегрувавши ліву і праву частину отримаємо
11. Частинні випадки інтегруючих множників
Розглянемо частинні випадки
Нехай
,
тоді
,
звідси
і функція матиме вигляд
.
2) Нехай
,
тоді
,
звідси
і функція матиме
вигляд
.
Нехай
,
тоді
,
звідси
і функція матиме
вигляд
.
Нехай
,
тоді
,
звідси
і функція матиме
вигляд
.
12. Частинні випадки рівнянь, що інтегруються в квадратурах F(у´)=0
Нехай
диференціальне рівняння першого порядку,
не розв’язане відносно похідної, має
вигляд
.
Розглянемо випадок, що інтегрується в
квадратурах
Рівняння
виду
.
Нехай алгебраїчне рівняння
має
по крайній мірі один дійсний корінь
.
Тоді інтегруючи
,
одержимо
,
звідси
і
вираз
,
містить всі розв’язки диференціального
рівняння.
13. Частинні випадки рівнянь, що інтегруються в квадратурах F(х,у´)=0.
Нехай диференціальне рівняння першого порядку, не розв’язане відносно похідної, має вигляд . Розглянемо випадок, що інтегрується в квадратурах
Рівняння
виду
.
Нехай це рівняння можна записати у
параметричній формі
,
використовуючи співвідношення
,
одержимо
.
Проінтегрувавши
запишемо
.
І загальний розв’язок в параметричній
формі має вигляд
.
14. Частинні випадки рівнянь, що інтегруються в квадратурах F(у,у´)=0
Нехай диференціальне рівняння першого порядку, не розв’язане відносно похідної, має вигляд . Розглянемо випадок, що інтегрується в квадратурах
Рівняння
виду
.
Нехай це рівняння можна записати у
параметричній формі
,
15. Рівняння Лагранжа
Рівнянням Лагранджа називають рівняння виду ,
,
тоді рівняння матиме вигляд
.
Продефернціюємо дане рівняння
.
Замінивши dy=pdx, отримаємо
.
Звівши ці рівняння, отримаємо
.
Отже, ми отримали лінійне неоднорідне
диференціальне рівняння:
Його розв’язком є рівняння
Остаточним
розв’язком рівняння Лагранджа в
параметричній формі записують у вигляді
16. Рівняння Клеро
Частинним
випадком рівняння Лагранджа
,
що відповідає
є рівняння Клеро
.
Поклавши
,
отримаємо
Продиференціювавши
дане рівняння отримаємо
,
оскільки
,
підставляємо в рівняння, отримаємо
,
отримаємо
.
Можливі два випадки
2)
Загальним
розв’язком рівняння Клеро буде сімя
прямих
і
цю сімю огинає особлива крива
та
.
