- •Дистанционный курс высшей математики НИЯУ МИФИ
- •Основные определения, примеры
- •Основные определения, примеры
- •Основные определения, примеры
- •Основные определения, примеры
- •Приведение линейным преобразованием
- •Приведение линейным преобразованием
- •Приведение линейным преобразованием
- •Приведение линейным преобразованием
- •Примеры
- •Примеры
- •Примеры
- •Примеры
- •Приведение уравнения с двумя переменными
- •Приведение уравнения с двумя переменными
- •Приведение уравнения с двумя переменными
- •Приведение уравнения с двумя переменными
- •Приведение уравнения с двумя переменными
- •Приведение уравнения с двумя переменными
- •Приведение уравнения с двумя переменными
- •Приведение уравнения с двумя переменными
- •Приведение уравнения с двумя переменными
- •Приведение уравнения с двумя переменными
- •Приведение уравнения с двумя переменными
- •Приведение уравнения с двумя переменными
- •Приведение уравнения с двумя переменными
- •Приведение уравнения с двумя переменными
- •Примеры
- •Примеры
- •Примеры
- •Примеры
- •Примеры
- •Примеры
- •Примеры
- •Примеры
- •Упрощение канонического уравнения
- •Упрощение канонического уравнения
- •Дистанционный курс высшей математики НИЯУ МИФИ
Примеры
|
|
|
2 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
u |
u |
||||
|
|
|
|
|
|
|
u |
u |
|
b |
|
|
|
|||||||||
Q ξ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
y |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x x |
|
y y |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
1 |
|
|
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
x |
2 |
x |
2 |
y |
|
x |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
x |
2 |
y |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
y |
2 y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Ответ: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
x |
1 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
x |
|
y |
|
u u |
u |
u |
u |
|
|
|
|||||||||
|
2 |
|
|
2 |
|
|
2 |
x |
2 |
y 0 |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
x x |
y y |
x |
y |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y |
2 y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Примеры
Пример 2 uxx 2uxy 2uyy 4uyz 5uzz 0
Характеристическая форма: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Q ξ2 2ξ 2 2 4 ζ 5ζ |
2 ξ+ |
2 |
2ζ |
|
2 |
ζ2 |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
1 |
0 |
|
ξ ξ+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
2 |
2 |
2 |
U |
1 |
|
0 1 2 |
|
|||||
2ζ |
Q ξ |
|
+ζ |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
0 |
1 |
|
ζ ζ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Примеры
|
|
|
1 |
0 |
0 |
|
T (U |
1 |
|
1 |
1 |
0 |
|
|
) ' |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
2 |
1 |
|
|
|
|
|
Ответ:
|
|
|
|
|
|
|
|
x x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
u |
u |
u |
0 |
y x y |
x x |
y y |
z z |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
z 2 y z |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
Приведение уравнения с двумя переменными
|
2u |
|
2u |
|
2u |
|
u |
|
u |
|
|||
a(x, y) |
|
2 |
2b(x, y) |
|
c(x, y) |
|
2 |
F x, y,u, |
|
, |
|
0 |
|
x |
x y |
y |
x |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
y |
|
|||||
a |
b |
A |
|
|
|
b |
c |
b2 ac
∆>0 — гиперболический тип ∆=0 — параболический тип ∆<0 — эллиптический тип
Приведение уравнения с двумя переменными
ξ ξ( x, y)η η( x, y)
u |
u |
ξ |
x |
|
u |
η |
x |
x |
ξ |
|
|
η |
|
||
u |
u |
ξ |
y |
|
u |
η |
y |
y |
ξ |
|
|
η |
|
2u |
2u |
ξ2 |
2 |
2u |
|
ξ |
|
|
η |
|
|
2u |
η2 |
|
u ξ |
|
|
|
u η |
|
|
|
|
|
|||
x2 |
|
|
|
|
|
η2 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
ξ2 |
x |
|
ξ η |
x |
|
x |
|
x |
|
ξ |
xx |
|
η |
xx |
|
|
|
|||||||||
2u |
|
2u2 ξxξ y |
|
2u |
|
ξ x η y ξ y η x |
2u2 η x |
η y |
u |
ξxy |
u |
ηxy |
|||||||||||||||
x y |
ξ η |
ξ |
η |
||||||||||||||||||||||||
ξ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
η |
|
|
|
|
|
|||||||||||
2u |
2u |
ξ2 |
2 |
2u |
ξ |
|
|
η |
|
|
2u |
η2 |
|
u ξ |
|
|
u η |
|
|
|
|
||||||
y2 |
|
|
|
|
η2 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
ξ2 |
y |
|
ξ η |
|
y |
|
y |
|
y |
|
ξ |
|
yy |
|
η |
|
yy |
|
|
|
||||||
Приведение уравнения с двумя переменными
|
2u |
|
|
|
|
|
|
2u |
|
|
|
2u |
|
|
|
|
|
u |
|
u |
|
||||
a(ξ, η) |
|
2 |
|
2b(ξ, η) |
|
|
|
c(ξ, η) |
2 |
F |
ξ, η, u, |
|
, |
|
0 |
||||||||||
ξ |
|
ξ η |
ξ |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
η |
|
|
|
|
|
|
η |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
a |
aξx |
2bξxξ y cξ y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ξ y ηx cξ y ηy |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
b aξx ηx b ξ x ηy |
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
c |
aηx |
|
2bηx ηy cηy |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
D(ξ, η) |
|
2 |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
b |
|
|
ac b |
|
ac |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
D( x, y) |
|
|
|
|
|||||||||||||||
Приведение уравнения с двумя переменными
Характеристическое уравнение
a x2 2b x y c y2 0
Мотивы к рассмотрению этого уравнения:
2 |
2 |
2 |
2 |
|
ξ a x |
2b x y c y |
aξ x |
2bξ xξ y cξ y |
a |
2 |
2 |
2 |
2 |
|
η a x |
2b x y c y |
aηx |
2bηx ηy cηy c |
|
Приведение уравнения с двумя переменными
Решение характеристического уравнения
|
|
x |
|
y2 a |
|||
|
|||
|
|
y |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
a 2 |
2b |
c 2 |
0 |
|
|
||||||
|
|
|
x |
|
|
x y |
|
y |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
x |
|
|
|
|
|
x |
|
|
2 |
|
|
c 0, |
|
|
|
|||||||||
|
|
2b |
|
a |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y |
|
|
||
|
|
|
y |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2b x
y
c
|
x |
b |
b2 ac |
, a x (b |
b2 ac) y 0 |
|
|
a |
|||
y |
|
|
|
||
Приведение уравнения с двумя переменными
Уравнение гиперболического типа
b2 ac 0
Первый этап: приводим уравнение к виду, в котором из вторых производных присутствует только смешанная производная.
a 0, c 0 |
x y, y x |
|
|
|||||
a 0, c 0 |
|
b 0 |
|
|
||||
a 0 |
a x (b b2 ac) y 0 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(b |
2 |
ac )ξ y |
0 |
||
|
|
aξx |
b |
|||||
|
|
|
(b |
b2 ac )η |
|
0 |
||
|
|
aη |
y |
|||||
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
Приведение уравнения с двумя переменными
|
|
2u |
|
u |
|
u |
|
|
Второй этап: |
2b(x, y) |
|
F x, y, u, |
|
, |
|
0 |
|
x y |
x |
|||||||
|
|
|
|
y |
|
|
2 |
u |
|
|
|
1 |
|
|
x, y, u, u |
|
u |
|
|
|
|
|
|
0 |
1 |
|
|
|
|||||||||||||||
2 |
|
|
|
|
|
F |
, |
0 |
|
|
A |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
x y b( x, y) |
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
0 |
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
x y |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
1 |
|
|
|||||||
x |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
2 |
|
2 |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
T |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
(T |
1 |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
x y |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
) ' |
1 |
|
|
|
1 |
||||||||||||||
y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
2 |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
