DifYr
.pdfПользуясь зависимостью dy = y0dx = pdx, учитывая (1.95), будем иметь
@u du + |
@v dv = (u; v) @u du + |
@v dv |
; |
||||||||||
@ |
|
@ |
|
|
|
|
|
@' |
|
|
@' |
|
|
откуда, разрешая относительно dv, получим |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
du |
|
|
|
|
|
|
|
|
dv |
|
= |
(u; v)@'@u - @@u |
: |
|
|
(1.97) |
|||
|
|
|
du |
|
|
|
|||||||
|
|
|
@ |
@' |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
@v |
- (u; v) @v |
|
|
|
|
First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit
Мы получили уравнение первого порядка разрешённое относительно производной; если мы найдём его общее решение в виде
v = (u; C);
то, заменяя v в двух первых уравнениях (1.96) на (u; C)
получим:
x = ' (u; (u; C)) ; y = (u; (u; C)) ;
общее решение уравнения (1.93) в параметрической форме (u – параметр, C – произвольное постоянное).
First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit
Замечание. Метод введения параметра обыкновенно применяется в случае, если уравнение (1.93) легко разрешается относительно x или y. Тогда в представлении (1.96) за параметры естественно взять y и p или x и p.
First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit
1.15.2.Уравнения разрешённые относительно x
Пусть уравнение (1.93) разрешено относительно x:
x = f(y; y0): |
(1.98) |
Тогда, взяв за параметры y и y0 = p и используя зависимость dy = y0dx, получим
dy = p |
@ydy + |
@pdp |
|
|
|
@f |
@f |
или
1 |
|
= |
@f |
dy + |
@f dp |
: |
(1.99) |
||
|
|
|
|
|
|
||||
p |
|
@p dy |
|||||||
|
@y |
|
|
First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit
Решая уравнение (1.99), получим (y; p; C) = 0.
Это уравнение совместно с x = f(y; p) описывают всю совокупность интегральных кривых уравнения (1.98) в параметрической форме.
Замечание. Уравнение (1.99) может быть получено из уравнения (1.98) следующим образом:
заменяем в уравнении (1.98) y0 на p;
дифференцируем полученное равенство по y.
First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit
Пример 24. Решить уравнение |
|
2xy0 = y + y0 ln (yy0): |
(1.100) |
First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit
Решение. Уравнение (1.100) легко разрешимо относительно x:
|
|
|
y |
1 |
|
|||
x = |
|
+ |
|
ln (yy0): |
(1.101) |
|||
2y0 |
2 |
|||||||
Взяв за параметры y и y0 = p имеем |
|
|||||||
2x = |
y |
|
+ ln (yp); yp > 0: |
(1.102) |
||||
p |
||||||||
|
|
|
|
|
|
First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit
Дифференцируя равенство (1.102) по y, получим
2 |
dx |
= |
1 |
- |
|
y |
|
|
dp |
+ |
|
1 |
+ |
|
1 |
|
dp |
: |
(1.103) |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
dy p |
p2 dy y p dy |
|
||||||||||||||||||||
Заменяем в равенстве (1.103) dx |
на 1 |
|
: |
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dy |
|
|
|
p |
|
|
|
|
|
|||
|
|
y - p |
= |
p - y |
|
dp |
: |
|
|
|
|
|
(1.104) |
||||||||||
|
|
|
yp |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
p2 |
|
dy |
|
|
|
|
|
|
First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit
Уравнение (1.104) эквивалентно двум
dp |
|
p |
(1.105) |
||
|
|
= - |
|
; p 6= y; |
|
dy |
y |
и
p - y = 0: |
(1.106) |
First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit
Решая уравнения (1.105) и (1.106), получим все решения уравнения (1.104):
y = |
C |
; C > 0; и y = p; |
(1.107) |
|
|||
|
p |
|
так как в уравнении (1.102) y p > 0.
First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit