1.Способ неопределенных коэффициентов для нахождения частного решения неопределенного линейного уравнения.

Содержание

Слайд 2

Этот способ применим для правой части специального вида, которая содержит показательные

Этот способ применим для правой части специального вида, которая содержит показательные

функции, синусы, косинусы и многочлены или их целые рациональные комбинации.
Частное решение ищется в форме, аналогичной правой части.
Слайд 3

Если правая часть имеет вид , то частное решение примет следующий

Если правая часть имеет вид , то частное решение примет следующий вид

, где - кратность корней среди корней характеризующих уравнения. , многочлены той же степени, что и , , но взятые в общем виде
Слайд 4

Слайд 5

2.Метод вариации произвольной постоянной решения линейных неоднородных дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами.

2.Метод вариации произвольной постоянной решения линейных неоднородных дифференциальных уравнений с постоянными

коэффициентами.
Слайд 6

Окончательно, для нахождения неизвестных функций , мы получим систему уравнений с неизвестными где

Окончательно, для нахождения неизвестных функций , мы получим систему уравнений с

неизвестными
где
Слайд 7

4. Линейные уравнения с переменными коэффициентами.

4. Линейные уравнения с переменными коэффициентами.

Слайд 8

Уравнения Бесселя. Функция Бесселя. Задача: Вертикально стоящий и изгибающийся под действием

Уравнения Бесселя. Функция Бесселя.

Задача: Вертикально стоящий и изгибающийся под действием своего

веса стержень длины . Дифференциальное уравнение изогнутой оси имеет вид:
Уравнение Бесселя с индексом .
Общий вид:
.
Слайд 9

Определение Функции, удовлетворяющие уравнению Бесселя, называются функциями Бесселя.

Определение

Функции, удовлетворяющие уравнению Бесселя, называются функциями Бесселя.

Слайд 10

функцию, являющуюся решением дифференциального уравнения называют бесселевой функцией первого рода с индексом и обозначают

функцию, являющуюся решением дифференциального уравнения называют бесселевой функцией первого рода с

индексом и обозначают
Слайд 11

Чтобы получить окончательное выражение для , вводят специальную функцию- Гамма функцию

Чтобы получить окончательное выражение для , вводят специальную функцию- Гамма функцию

Эйлера.
(интегрируем по частям), получаем, что или
основное функциональное уравнение.
Слайд 12

Для натурального получаем ; , и так далее,

Для натурального получаем
; ,
и так далее,

Слайд 13

Второе частное решение зависит от и, окончательно

Второе частное решение зависит от и, окончательно

Слайд 14

Иногда вместо берут линейную комбинацию, содержащую , , т.е , тогда

Иногда вместо берут линейную комбинацию, содержащую , , т.е
, тогда

, функция Вебера, или функция Бесселя второго рода.
Слайд 15

Функция Бесселя и тригонометрические функции связаны тесно: при определении они ведут

Функция Бесселя и тригонометрические функции связаны тесно: при определении они ведут

себя идентично (в школе затухающие колебания ).
Слайд 16

Уравнение Лагранжа с переменными коэффициентами натуральные решения- многочлены, которые выражаются формулой Родрига

Уравнение Лагранжа с переменными коэффициентами
натуральные решения- многочлены, которые выражаются формулой

Родрига
Слайд 17

5. Уравнение Эйлера.

5. Уравнение Эйлера.

Слайд 18

Определение1. Уравнение вида где , называется уравнением Эйлера.

Определение1.

Уравнение вида
где , называется уравнением Эйлера.

Слайд 19

Теорема1: Уравнение Эйлера приводится к линейному уравнению с постоянными коэффициентами заменой независимого переменного подстановкой (или ).

Теорема1:

Уравнение Эйлера приводится к линейному уравнению с постоянными коэффициентами заменой

независимого переменного подстановкой (или ).
Слайд 20

Определение2 Однородное уравнение Эйлера имеет вид

Определение2

Однородное уравнение Эйлера имеет вид

Слайд 21

Глава3. Системы дифференциальных уравнений.

Глава3. Системы дифференциальных уравнений.

Слайд 22

1.Нормальные системы дифференциальных уравнений.

1.Нормальные системы дифференциальных уравнений.

Слайд 23

Дано: пусть

Дано:
пусть

Слайд 24

Таким образом, из уравнения ого порядка мы получили систему дифференциальных уравнений

Таким образом, из уравнения ого порядка мы получили систему дифференциальных уравнений

первого порядка.
штук неизвестных функций, уравнений.
Слайд 25

Полученная система представляет собой частный случай системы

Полученная система представляет собой частный случай системы

Слайд 26

Определение1 Такая система называется нормальной системой дифференциальных уравнений.

Определение1

Такая система называется нормальной системой дифференциальных уравнений.

Слайд 27

Определение2. Решением системы называется совокупность функций , удовлетворяющих всем уравнением системы.

Определение2.

Решением системы называется совокупность функций
, удовлетворяющих всем уравнением системы.

Слайд 28

Определение3. Частным решением системы называется решение, удовлетворяющее начальным условиям.

Определение3.

Частным решением системы называется решение, удовлетворяющее начальным условиям.

Слайд 29

Замечание. Для нормальной системы дифференциальных уравнений может быть доказана теорема существования

Замечание.

Для нормальной системы дифференциальных уравнений может быть доказана теорема существования

и единственности решения, частным случаем которой является теорема существования и единственности решения для дифференциального уравнения ого порядка.
Слайд 30

Теорема: Нормальная система дифференциальных уравнений первого порядка эквивалентна одному дифференциальному уравнению порядка .

Теорема:

Нормальная система дифференциальных уравнений первого порядка эквивалентна одному дифференциальному уравнению

порядка .
Слайд 31

Методы решения: 1). Переходят к уравнению ого порядка 2). Метод интегрирования

Методы решения:

1). Переходят к уравнению ого порядка
2). Метод интегрирования комбинаций,

когда для неизвестных функций ищут зависимостей между функциями и штук const, затем решают систему относительно искомых функций.
Слайд 32

2. Линейные системы с постоянными коэффициентами.

2. Линейные системы с постоянными коэффициентами.

Слайд 33

Определение Нормальная система дифференциальных уравнений называется линейной, если функции линейны относительно искомых функций.

Определение

Нормальная система дифференциальных уравнений называется линейной, если функции
линейны

относительно искомых функций.