DifYr
.pdf
Решение. Взяв за параметры x и y0 = p получим
y = 2xp - p3: |
|
|
|
(1.133) |
||
Дифференцируя равенство (1.133) по x, получаем |
||||||
|
dp |
2 dp |
(1.134) |
|||
p = 2p + 2x |
|
- 3p |
|
|
: |
|
|
|
|||||
|
dx |
|
dx |
|
||
First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit
Если в уравнении (1.134) рассматривать x как искомую функцию, а p – как независимое переменное, то уравнение (1.134) эквивалентно двум уравнениям:
dx |
2 |
x = 3p; p 6= 0; |
(1.135) |
||
|
|
+ |
|
||
dp |
p |
||||
|
|
|
|
p = 0: |
(1.136) |
First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit
Уравнение (1.135) линейно относительно x и dx и, сле-
dp
довательно, легко решается методом вариации постоянной; общее решение уравнения (1.135) имеет вид:
|
C |
3 |
2 |
(1.137) |
|
x = |
|
+ |
|
p : |
|
|
|
||||
p2 |
4 |
|
|
||
First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit
Следовательно, интегральные кривые уравне-
ния (1.133) определяются уравнениями:
8
|
x = |
C |
+ 43p2; |
|
|
|
||
|
p2 |
|
|
(1.138) |
||||
: |
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
< y = 2p pC2 + 43p2 - p3 = 2Cp - p2 ; |
|
|||||||
где C - произвольное постоянное.
First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit
Так как p = 0 есть решение уравнения (1.134), то к найденным интегральным кривым (1.138) надо добавить решение y = 0, соответствующее p = 0. Это решение есть прямая и оно не содержится в семействе интегральных кривых (1.138).
First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit
1.15.7.Уравнение Клеро
Уравнение вида |
|
|
|
|
|
y = xy0 + |
y0 |
; |
(1.139) |
где – данная |
(дифференцируемая) функция, называ- |
|||
|
|
|
|
|
ется уравнением Клеро (Clairaut).
Уравнение Клеро – частный случай уравнения Лагранжа при ' y0 y0.
First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit
Полагая y0 = p, получим
y = xp + (p) : |
(1.140) |
Дифференцируя равенство (1.140) по x, имеем
p = p + x |
dp |
|
+ |
0 (p) |
dp |
|
|
dx |
dx |
||||||
|
|
|
|||||
или
x + 0(p) |
dp |
= 0: |
(1.141) |
dx |
First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit
Уравнение (1.140) эквивалентно двум:
второй множитель даёт дифференциальное уравнение
dp
dx
= 0;
откуда p = C, и общее решение уравнения (1.139)
y = Cx + (C) |
(1.142) |
– однопараметрическое семейство прямых.
First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit
Приравняем теперь нулю первый множитель уравнения (1.141). Тогда решение уравнения (1.139) опреде-
ляется равенствами
y = xp + |
(p); |
0 = x + |
0(p); |
что является огибающей семейства интегральных кривых (1.142).
Это есть особое решение уравнения Клеро.
First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit
Пример 28. Решить уравнение |
|
y = xy0 - y02: |
(1.143) |
Решение. Это уравнение Клеро. Однопараметрическое семейство интегральных прямых имеет вид
y = Cx - C2:
Кроме того, интегральной кривой является огибающая этого семейства, определяемая уравнениями
y = Cx - C2; 0 = x - 2C:
Исключая C, получаем y = x2 – особое решение уравне-
4
ния (2.1).
First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit
