Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

УрМатФиз / УрМатФиз с теорией

.pdf
Скачиваний:
9
Добавлен:
16.05.2024
Размер:
4.39 Mб
Скачать

6.6 ,

y x.

ydx

= xdy

= ydx + xdy

= d xy

= dz

d xy = 2dz

yx

xy

2xy

2xy

xy

 

xy 2z = C2:

$, % & -

6.1.4 *

'2 x y z = xy 2z:

+ ,

I =

@ '1

'2

=

0 1=y

x=y2

0 1

@ x y z

@ y

x

2 A

&, 2. . , & '1 x y z '2 x y z / x y z 6=0 0 z :

0 % 1 & & 23 6.1.2 -

6.2 6.4

u = 4x=y xy 2z

& 4 | ** * .

. 0 % 1 23:

1 4x + y + u x2 + y2 + u2 = 07 2 u = 4x=y xy 2z :

6.1. 8 % 1 -

& .

@u @u

1. 2y u @x + y @y = u:

2. x z y @u@x + y y x @u@y + y2 xz @u@z = 0: 3. x y + u @u@x + u u y @u@y = y y u :

291

4.

y x @x@u + x + y + z @u@y + x y @u@z = 0:

5.

x + y xy2

@u + x2y x y @u

= y2

x2:

 

 

 

 

 

 

@x

 

 

 

 

@y

 

 

6.

xy @u

 

x2 @u

+ yz

@u = 0:

 

 

 

 

 

@x

 

@y

 

 

@z

 

 

 

 

 

7.

x + y2 + u2 @u

+ y @u

= u:

 

 

 

 

 

 

 

 

@x

 

@y

 

 

 

 

 

8.

z2

y2 @u + z

@u

 

y

@u = 0:

 

 

 

 

 

 

 

@x

 

 

@y

 

 

@z

 

 

 

9.

y @x@u + u@u@y = xy :

 

 

 

 

 

 

 

 

2y4 @u

xy @u + xp

 

@u = 0:

 

 

10.

z2 + 1

 

 

 

 

@x

@y

 

 

 

 

@z

 

 

 

11.

u y 2 @u@x + xu@u@y = xy:

 

 

 

12.

xy @x@u + x 2z @u@y + yz @u@z = 0:

 

 

13.

x2u@u

+ y2u

@u

= x + y:

 

 

 

 

 

@x

 

@y

 

 

 

 

 

 

 

 

14.

x@u + 2y @u

+ x2y + z @u = 0:

 

 

 

@x

 

@y

 

 

 

 

 

@z

 

 

 

15.

y + u 2 @u@x x y + 2u @u@y = xu:

 

 

16.

x2

@x@u + xyz 2z2 @u@y + xz @u@z = 0:

 

 

17.

x + y u@x@u + x + y u@u@y = y2

2xy 3x2:

18.

yz

@u

+ xz @u + e

z @u

= 0:

 

 

 

 

 

@x

 

@y

 

 

@z

 

 

 

 

 

19.

@x@u + 2y + u @u@y = y + 2u:

 

 

 

292

20.

z

 

y

@u + x

z @u

+ x

y @u

= 0:

 

 

 

 

@x

 

@y

 

 

@z

 

21.

xu + y @u

+ x + yu

@u = 1

u2:

 

 

 

 

 

@x

 

 

 

@y

 

 

22.

x2 + y2 @u

+ 2xy @u

z2 @u

= 0:

 

 

 

 

 

@x

 

@y

@z

 

 

 

 

@u

yu@u = xyp

 

:

 

 

23.

xu

u2 + 1

 

 

 

 

@x

@y

 

 

 

 

 

 

24.

y2

z @x@u + y @u@y + z @u@z = 0:

 

 

25.

xy u @x@u + 1 y2 @u@y = yu x:

 

26.

x2 y z @x@u + y2 z x @u@y + z2 x y @u@z = 0:

27.

u y @x@u + y @u@y = u:

 

 

 

 

28.

y @x@u + x@u@y + x2

y2 @u@z = 0:

 

29.

2x@x@u + y x @u@y = x2:

 

 

30.

sin2 x@x@u + tg z @u@y + cos2 z @u@z = 0:

 

6.2.

6.2. ! !

" !#$ % -

!#$ % ' % (

 

 

 

x@u

+ y @u

= 2 x2 + y2

6:2:1

@x

@y

 

 

y = 1

u = 2x2:

6:2:2

. "") ) "% " * ! .

 

293

I . 6.2.2 -:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

: y = 1

 

 

1 2

 

 

 

 

 

 

! " u x y

 

#

$ %

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u

 

= 2 2:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

&$ ' # % # . .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

= ' =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

: 8 y

= = 1

 

1 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u

=

! = 2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( , . . * $% + * (-

% # ,-:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8 dxdt = x

 

x

t=0=

 

 

 

 

8 x = C1et

 

x

t=0=

 

 

 

dy = y

 

y

 

 

= 1

,

 

y

= C2et

 

y

 

= 1

 

 

dt

 

 

 

t=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t=0

 

 

 

 

du = 2x2 + y2 u

 

= 2 2

 

 

 

 

 

u = C1

+ C2

e

t + C3 u t=0

= 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

2

2

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

t=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

:

 

 

x

= e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

8 y

= et

 

 

 

 

 

 

 

1 2 0 t :

 

6:2:3

 

 

 

 

 

=

2

+ 1e

2t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 : # 6.2.3 $ ! (-

% .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

& %

t % ! # -

(

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u = x2 + y2 + xy !2 1:

 

 

 

6:2:4

 

II . 3 # ! (-

% # , $

 

# % :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

dy

 

 

 

 

 

 

du

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= y

 

=

 

:

 

 

 

6:2:5

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

2x2 + y2

 

 

 

294

= C1

 

ln jxj = ln jyj + ln C1 ,

x

= C1:

 

y

 

, 6.2.5

! "

 

 

 

 

 

 

 

' x y u = x:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

#$ % & % 6.6 , "

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

=

dy

=

2xdx

=

2ydy

=

du

 

=

d u x2

y2

= dt:

 

x

 

y

2x2

 

2y2

2x2 + y2

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

) *&

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d u x2 y2 = 0 , u x2 y2 = C2

 

 

. . + & % 6.2.5

-

! "

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

'2 x y u = u x2 y2:

 

 

 

 

, " -

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I =

@ '1 '2

= 0

1=y

x=y2 0 1

0

y

x 0

1

 

 

 

 

@ x y u

 

@ 2x 2y 1 A @ 2x 2y 1 A

 

, % 2. / , '1 x y u '2 x y u * % x y u 6= 0 0 u. ) + 0 & !! "$ 6.2.16.2 & & % ! " %

1C1 C2 = 0 , 1 xy u x2 y2! = 0:

2 &$ % 6.2.2

x

8 y

u x2 y2 = C2: y = 1 u = 2x2:

295

x y u C1 C2 = 0

C1 2:

 

 

 

x = C1

 

 

x

= C1

 

 

 

 

8 u x

2

 

1 = C2

 

2

 

 

 

 

x

2

1 = C2

 

C1 1 = C2:

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u

 

= 2x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C1 2 !

" #

$" 6.2.1 , 6.2.2

 

 

 

 

xy !2 1 = u x2 y2 u = x2 + y2 + xy !2 1:

. ) " $" * + 6.2.4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u = x2 + y2 + xy !2 1:

 

6.2. ) " $"

- -

- ! .

 

 

 

 

 

 

1.

yu@u

+ xu

@u

= xy x = 1 y2 + u2 = 1:

 

 

 

@x

 

 

 

@y

 

 

 

 

 

 

 

2.

x

@u

+ y@u

= u xy y = 2 u = 1 + x2:

 

 

 

@x

 

@y

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

x@x@u + u@u@y = y y = 2u u = x + 2y:

 

 

4.

xu@u

+ yu@u

= xy y = 1

u = x:

 

 

 

 

@x

 

 

 

@y

 

 

 

 

 

 

 

5.

y2 @u

+ xy

@u

= x y = 1 u = x2:

 

 

 

 

@x

 

 

@y

 

 

 

 

 

 

 

6.

x

@u

+ y@u

= xy + u y = x2 u = x2:

 

 

 

@x

 

@y

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

x

@u

+ y + x2 @u = u y = x u = x2:

 

 

 

@x

 

 

 

 

 

@y

 

 

 

 

 

 

8.

x

@u

+ y@u

= u x2 y2 y = x2 u = x2 x4:

 

 

@x

 

@y

 

 

 

 

 

 

 

 

296

9.

x@x@u + xu + y @u@y = u x + y = 2u xu = 1:

10.

 

@u

 

 

@u

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u

@x

 

xy @y = 2xu

x + y = 2

yu = 1:

11.

x

u @x@u + y

 

u @u@y = 2u

x

y = 2 u + x = 1:

12.

y

u @x@u + u

 

x @u@y = x

 

y

x =

y = u:

13.

x

@u

+ y

@u

= x2

+ y2

y = 1

2u = y2

1:

 

 

@x

 

 

@y

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

14.

y

@u

+ x

@u

= x2

+ y2

x = 0 uy2 = 1:

 

 

@x

 

 

@y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15.

xy3 @u

+ x2u2 @u

= uy3

 

x = y

yu = 1:

 

 

@x

 

 

 

@y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16.

y

@u

 

x

@u

= y2

x2

xy = 1

u = x2 + y2:

 

 

@x

 

 

@y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17.

x

@u

 

y

@u

= u2xy

 

x = 1

yu = 1:

 

 

 

@x

 

 

@y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18.

tg x@u

+ y @u

= u

x

=

 

 

u = y2:

 

 

 

 

@x

 

@y

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

19.

y2 @u + yu@u

=

 

u2

 

x =

4

u = y2:

 

 

 

@x

 

@y

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

20.

y + 2u2 @u

 

2x2u

@u

= x2

x = u

y = x2:

 

 

 

 

 

@x

 

 

 

 

@y

 

 

 

 

 

 

 

21.

u

@u

+ u2

x2

@u

=

 

x

y = x2

u = 2x:

 

 

@x

 

 

 

 

 

@y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22.

xy2 @u

+ x2y @u

= u x2

+ y2

x = 2y

u = 6y4:

 

 

@x

 

 

@y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

23.

1 + x2 @u + 1 + y2

@u

= y 1 + y2 u2

y = 0 xu = 1:

 

 

 

 

@x

 

 

 

 

 

@y

 

 

 

 

 

 

24.

x2 @u + y2 @u

= u x + y

 

y = 2x x = u:

 

 

@x

 

@y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

297

 

2 @u

 

 

3 @u

 

 

 

2

 

 

 

2

 

25.

xy

 

 

 

+ 2y

 

 

 

= 2yu

x

 

y

= 1

u = 2x

:

 

@x

 

@y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

26.

@u

4xu

@u

= 2x x

= 0 u2 = y:

 

 

 

@x

 

 

@y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

27.

xu

@u

+ yu@u

=

x2

y2

 

xy = 1

u2 = 1 y2:

 

 

@x

 

 

@y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

28.

x2

y2

u2

@u

+ 2xy

@u

= 2xu

y

= 1 u = x:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

@x

 

@y

 

 

 

 

 

 

29.

y @x@u + x@u@y =

 

x + y

y = 2x

u = 1 2x:

 

30.

xy

@u

+ x2 @u

=

 

y2x

+ u

y = 2x u = 2x:

 

 

@x

 

 

@y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

!"# !! $ % & !$ & ! ' ! ($ ")&"% % !( ! ) " y x ( ( ( ! %& ! "& ! ! *& % II &

b

y x = !2 Z G x t t y t dt + f x

a

% x | ! ! ( ) ! , G x t | ! ( -"! . (, )& ( / ( ! ! ' x, !! ! ! !- %&" , )& # !! t ! ( -"! . ( 1& ! - " / , -"! . (

b

f x = Z G x t f~ t dt

a

% f~ x | ) " "/ / ! 3! .

4& ( "& ! ! 5 ) 1 % . )- / ) !. )& % ! % ( ( ( %& ! ! !- %& ! "& ! ! ( *& % II & ) %& ! . ' 62, 6, 8|127.

298

 

II

 

b

 

 

y x = Z K x t y t dt + f x

7:1

 

a

 

K x t 2 C a b a b, f x 2 C a b -

 

! y x 2 C a b | #

$ #% .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y x = Z K x t y t dt

 

 

7:2

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

7.1 , -

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z x = Z K t x z t dt

 

 

7:3

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

| 7.2

.

 

. * , + # 7.2

 

,

, = 1

| -

. K x t / ,

/

 

, y x | -

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 .

0 $#

.

 

7.1

, +

8f x 2 C a b,

7.2 #

 

, , / 7.2

-

 

, ,

7.1 ,

 

# 1 f x.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. 2 .

. . | 3 #-

. # . ,

 

7.2 7.3

 

4 . 1 3 , 1 -

3

$ #% 1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

2 . . . | 3 #-

. # . , , 7.1

-3 . , .-

+ . f x -

# , z x -

$ #%

7.3 , . .

 

299

b

Z f x z x dx = 0: 7:4

a

7.4 , 7.1 -

!"

k

 

y x = y : : x + X Ciyi x

7:5

i=1

 

%! y : x | " ! ! % 7.1 yi x | -

' ( , )* +" " , " ), Ci | ,- . .

7.1.

 

. /! K x t ", " . ,

!

n

 

 

 

K x t = X ai x bi t

ai x bi t 2 C0a b1

7:1:1

 

i=1

 

 

%! ' ( fai x g fbi t g "- ,"-

" 0a b1:

2 ! , 7.1 , ! " 7.1.1 7.1 ,

345

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ci = X KijCj + fi i =

1 n

 

7:1:2

 

j=1

 

 

 

 

%!

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

Ci = Z bi t y t dt

 

 

a

 

 

 

 

b

 

b

 

Kij = Z

bi t aj t dt

fi = Z bi t f t dt

7:1:3

a

 

a

 

" y x 7.1 .," 345 7.1.2 Ci '

n

 

y x = X ai x Ci + f x :

7:1:4

i=1

 

8! ! 7.2 ! "- ! ! ". 345

n

 

Ci = X KijCj , E K C =

7:1:5

j=1

 

300