- •1. Основные понятия о ду.
- •2. Ду-1-проп. Решение. Общее решение, частное решение. Общий интеграл. Задача Коши. Существование и единственность решения задачи Коши.
- •3. Геометрическая интерпретация ду-1-проп. Поле направлений. Интегральная кривая. Геометрический смысл задачи Коши. Обыкновенная и особые точки.
- •4. Качественное исследование ду-1-проп. Изоклины. Линия экстремумов и линия перегибов интегральных кривых.
- •5. Особые решения ду-1-проп. Способы их отыскания.
- •6. Ду 1 порядка с разделяющимися переменными и приводимые к ним.
- •8. Ду 1 порядка, приводимые к однородным.
- •9. Линейные ду 1 порядка. Структура общего решения. Метод вариации произвольной постоянной.
- •10. Ду 1 порядка, приводимые к линейным. Ду Бернулли и Риккати
- •11. Ду 1 порядка в полных дифференциалах.
- •12. Интегрирующий множитель ду 1 порядка. Способы его нахождения. Связь с особыми решениями. Число интегрирующих множителей данного уравнения
- •13. Интегрирующий множитель для ду с разделяющимися переменными, однородного и линейного.
- •14. Теорема Коши-Пикара для ду-1-проп. Метод последовательных приближений Пикара построения решения.
- •15. Теорема Коши-Пикара для ду-1-проп. Доказательство сходимости пикаровских приближений к непрерывной функции.
- •16. Теорема Коши-Пикара для ду-1-проп. Доказательство сходимости пикаровских приближений к решению задачи Коши.
- •17. Теорема Коши-Пикара для ду-1-проп. Доказательство единственности решения. Метод Пикара как приближенный метод решения задачи Коши.
- •18. Теорема о продолжении решения задачи Коши. Продолжаемые и непродолжаемые решения.
- •19. Теорема о непрерывной зависимости решения задачи Коши от параметров.
- •20. Теорема о непрерывной зависимости решения задачи Коши от начальных условий.
- •21. Степень гладкости решения задачи Коши. Дифференцируемость решения по начальным данным и параметрам.
- •22. Численные методы интегрирования ду 1 порядка. Методы I и II порядка. Одношаговые и многошаговые методы. Особенности численного моделирования решения ду.
- •23. Ду-1-пнроп. Решение. Общее решение, частное решение. Общий интеграл. Поле направлений. Постановка задачи Коши.
- •24. Теорема Коши-Пикара для ду 1 порядка, не разрешенного относительно производной.
- •25. Особые решения ду-1-нпроп. Способы отыскания. Дискриминантная кривая. Огибающая семейства интегральных кривых.
- •26. Методы интегрирования ду-1-пнроп. Уравнения, не содержащие искомой функции.
- •27. Методы интегрирования ду-1-пнроп. Уравнения, не содержащие независимой переменной.
- •28. Методы интегрирования ду-1-пнроп. Общий случай.
- •29. Ду Лагранжа
- •30. Ду Клеро
26. Методы интегрирования ду-1-пнроп. Уравнения, не содержащие искомой функции.
1)
.
Обозначим
,
.
Если существует один действительный
корень, то общий интеграл записывается
в виде
:
,
.
2)
![]()
Разрешим относительно производной:
,
,
Разрешим относительно
:
,
,
,
,
общее решение примет вид
Параметризуем
,
,
,
обшее решение
Замечание: всегда можно представить
,
подставить в уравнение и выразить
и
.
27. Методы интегрирования ду-1-пнроп. Уравнения, не содержащие независимой переменной.
![]()
Разрешим относительно производной:

.
Общее решение
Введем параметр
,
разрешим относительно функции:
,
,
,
,
,
.
Общее решение
Параметризуем:
,
,
,
,
.
Общее решение
28. Методы интегрирования ду-1-пнроп. Общий случай.
![]()
Разрешим относительно производной:
.
Решаем каждую из ветвей и объединяем
их решения в общееРазрешим относительно
:
.
Введем параметр
,
,
,![]()
Пусть общее решение найдено как
,
- общее решение в явной форме.
Пусть общее решение найдено как
,
- общее решение в параметрической форме.
Разрешим относительно
:
.
Введем параметр
,
,
,![]()
Пусть общее решение найдено как
,
- общее решение в явной форме.
Пусть общее решение найдено как
,
- общее решение в параметрической форме.
Параметризуем уравнение по полной:
,
,
,
,![]()
.
Пусть общее решение найдено в виде
,
тогда
.
Пусть общее решение найдено в виде
,
тогда
.
29. Ду Лагранжа
-ДУ Лагранжа.
Предположим, что
одновременно,
- непрерывные. Пусть
,
тогда разрешим уравнение относительно
:
.
Пусть
,
тогда
,
,
,
.
Если
,
то можно разрешить по
:
.
Получено линейное уравнение первого
порядка, оно всегда интегрируемо в
квадратурах, поэтому ДУ Лагранжа также
всегда интегрируемо в квадратурах.
Пусть найдено общее решение
,
тогда общее решение ДУ Лагранжа имеет
вид
.
Если есть такие
,
что
,
тогда
будут решениями.
- это так называемые интегральные прямые
уравнения Лагранжа. Среди них могут
быть особые решения.
30. Ду Клеро
-ДУ Лагранжа.
Предположим, что
одновременно,
- непрерывные. Пусть
,
тогда разрешим уравнение относительно
:
.
Пусть
,
тогда
,
,
,
.
Если
,
т.е.
и ДУ имеет вид
,
то этоДУ Клеро.
Решим введением параметра
:
,
,![]()
![]()
Если
,
то
,
и
- общее решение ДУ Клеро (прямые).
Если
,
,
,
,
значит, это решение. Если заменить
нас, то получим общее решение
уравнения Клеро. Найдем кривые,
подозрительные на особое решение с
помощью огибающей:
,
,
- решение (*). Возьмем
и параметр
:
,
,
значит,
.
,
значит, (*) – особое решение.
Существует сокращенный способ решения
ДУ Клеро. Общее решение получается
заменой
.
Особое решение – огибающая этого
семейства прямых. Если
,
т.е.
,
то вместо особого решения имеем особую
точку
,
через которую проходят все интегральные
прямые
.
