Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
математика.docx
Скачиваний:
19
Добавлен:
28.10.2018
Размер:
1.3 Mб
Скачать

Однородные уравнения

Функция  называется однородной степени , если для всех   выполняется равенство .

Уравнение  называется однородным, если правая часть  является однородной функцией своих аргументов нулевой степени однородности.  Однородные уравнения всегда могут быть представлены в виде

.

Предполагаем, что функция определена и непрерывна на интервале  и на этом интервале функция  не обращается в нуль.

Уравнение  также является однородным, если  однородные функции одной и той же степени однородности.

Однородные уравнения решаются посредством замены переменных:

.

Произведя такую подстановку, для новой неизвестной функции t(x) получаем уравнение

.

Полученное уравнение является уравнением с разделяющимися переменными.

Линейные дифференциальные уравнения первого порядка

     Определение. Уравнение вида y'+ρ(x)y=f(x), где ρ(x) и f(x) непрерывные функции, называется линейным дифференциальным уравнением первого порядка.      Пример. Найти общее решение уравнения y'+3y=e2x и частное решение,удовлетворяющее начальным условиям х=0, у=1.      Решение. Данное уравнение является линейным.      Здесь ρ(x)=3 и f(x)=e2x.      Решение ищем в виде y=U∙υ, где U и υ – некоторые функции от х. Находим y'= U'υ+ Uυ' и подставляем в уравнение значение y и y', получаем:U'υ+Uυ'+3Uυ=e2 x или U'υ+U'+3υ)= e2x.      Найдем одно значение υ, при котором выражение в скобках, обращается в нуль: υ'+3υ=0. Получим уравнение с разделяющимися переменными. Решая его получаем:    ln υ =–3x,υ=e–3x.      Подставляем найденное значение υ в исходное дифференциальное уравнение, получаем уравнение с разделяющимися переменными:       .      Итак, общее решение данного уравнения имеет вид:       .      Найдем частное решение. Для этого подставим  начальные условия в выражение для общего решения и найдем С.      .      Частное решение имеет вид: .

Линейные однородные дифференциальные уравнения 2 - го порядка Уравнение вида 

Ly=y′′(x)+p(x)y′(x)+q(x)y(x)=f(x),   a<x<b,      (1)

где p(x), q(x), f(x) - заданные на интервале (a,b) непрерывные функции, называется линейным дифференциальным уравнением 2 - го порядка. Если f(x)≡0 , то дифференциальное уравнение (1) называется однородным, в противном случае, т.е. когда f(x) тождественно не равна нулю дифференциальное уравнение (1), называется неоднородным.

Числовые ряды.

     Определение 1: Числовым рядом называется

Например,

 

     Определение 2: Числовой ряд  называется сходящимся, если последовательность частичных сумм этого ряда:

Конечна.

 

Суммой числового ряда в этом случае называется предел

Если предел  не существует либо бесконечен, то ряд  расходится.

 

Пример. Исследуем на сходимость следующий ряд 

При 

Если , то    ряд расходится.

Если , то .

Ряд сходится и 

Если  или , то поскольку  не имеет конечного предела, ряд расходится.

Итак,  сходится при 

При остальных q ряд расходится.

 

Теорема 1: Необходимое условие сходимости ряда.

Если ряд  сходится, то   (при ).

Обратное утверждение неверно, у ряда  общий член  , но ряд расходится.