Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Модуль Математический анализ / През 12 Линейные дифф уравнения 1 порядка.ppt
Скачиваний:
97
Добавлен:
15.02.2016
Размер:
565.76 Кб
Скачать

Д. У. второго порядка, допускающие

 

понижение степени

y

 

f(x,y

 

 

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рассмотрим уравнение вида y f(x,y ), правая часть которого не содержит явным

образом функцию y(x).

Обозначим y p(x);y p (x)

Подставляя новые переменные в уравнение, получим: p f(x,p) - дифференциальное

уравнение первого порядка относительно функции p(x).

© И.Р.Тимошина «Дифференциальные

12

 

уравнения» "

 

Пример

 

Найти общее решение уравнения

y tgx y 1

Решение.

 

1.Введём замену переменных: p=y'; p'=y'‘. Тогда

2.p'∙tgx=p+1 уравнение с разделяющимися переменными.

3.dp/(p+1)=dx/tgx; ln p+1 =ln sinx +C1; p=C1sinx; 4.y'=C1sinx; y= C1cosx+C2;

© И.Р.Тимошина «Дифференциальные

13

 

уравнения» "

 

Д. У. второго порядка, допускающие

понижение степени

 

 

)

 

 

y f(y, y

 

 

 

 

 

 

 

Уравнение вида

 

также сводится к уравнению

y f(y, y )

первого порядка заменой

y p(y);y p (уу p

Пример. Найти общее решение уравнения

.

2yy 1 (y )2

© И.Р.Тимошина «Дифференциальные

14

 

уравнения» "

 

Решение. Положим y p( y)

Тогда y p p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подставив в уравнение, получим

 

2yp p 1 p2

 

2 pdp

dy

 

1 p2

 

 

y

Интегрируя, получим

 

ln(1 p2 ) ln

 

y

 

ln

 

C1

 

 

 

 

 

1 p 2 C1 y

 

p

 

 

 

 

C1 y 1

 

 

© И.Р.Тимошина «Дифференциальные

15

 

уравнения» "

 

dy

dy

 

 

 

C1 y 1

 

Заменив p на dx , получим: dx

 

 

 

Интегрируя уравнение, найдём общий интеграл:

dy dx C1 y 1

 

2

 

 

x C

 

 

 

C y 1

2

 

 

1

 

 

C1

 

Ответ. Общий интеграл уравнения

 

2

 

 

x C

 

 

 

C y 1

2

 

 

1

 

 

C1

 

© И.Р.Тимошина «Дифференциальные

16

 

уравнения» "

 

Уравнение Бернулли

y p(x) y f (x) yn

где p(x) и f(x) – заданные непрерывные функции,

n 0,

n 1

Отметим, что при n=0 это уравнение становится линейным уравнением; при n=1 – уравнением с разделяющимися переменными.

Уравнение Бернулли можно решить с помощью подстановки y=u(x)∙v(x).

© И.Р.Тимошина «Дифференциальные

17

 

уравнения» "

 

Уравнение Бернулли

Подстановка

z 1 yn 1

Позволяет свести уравнение Бернулли к линейному уравнению.

© И.Р.Тимошина «Дифференциальные

18

 

уравнения» "

 

Пример. Найти частное решение уравнения,

y xy xy2

удовлетворяющее начальному условию y(1) 1

Решение.

© И.Р.Тимошина «Дифференциальные

19

 

уравнения» "