Метод вариации произвольных постоянных. (Лекция 2.12)

Содержание

Слайд 2

Далее везде примем обозначение Т.к. определению подлежат две функции то одним

Далее везде примем обозначение
Т.к. определению подлежат две функции
то одним соотношением

между ними распорядимся
произвольно. Наиболее целесообразно подчинить
условию Тогда
Подставим в
уравнение (*)
Получили систему дифференциальных уравнений для определения
Слайд 3

Слайд 4

Пример.

Пример.


Слайд 5

12.3.7 Линейные дифференциальные уравнения -го порядка. Выше изложенное переносится на дифференциальные

12.3.7 Линейные дифференциальные уравнения -го порядка.

Выше изложенное переносится на дифференциальные

уравнения порядка
(**)
где - непрерывные функции.
Сначала рассмотрим однородное уравнение
(***)
Слайд 6

Линейно независимые системы функций. Рассмотрим систему функций Линейной комбинацией их будет

Линейно независимые системы функций.

Рассмотрим систему функций Линейной комбинацией их будет

где - постоянные.
Определение. Система функций называется линейно независимой, если ни одну из этих функций нельзя представить в виде линейной комбинации остальных.
Т.е. не может быть равенства
В частности линейно независимы, если
Слайд 7

Если не есть линейно независимые функции, то они линейно зависимы. Пример.

Если не есть линейно независимые функции, то они линейно зависимы.

Пример.

Слайд 8

Теорема. Если суть частных линейно независимых решений дифференциального уравнения (***), то

Теорема.

Если суть частных линейно независимых решений дифференциального уравнения (***), то

общим решением этого уравнения будет
(****)
Если - линейно зависимые решения, то, по крайней мере, одно из них выразится через остальные
и функция будет зависеть не от , а от произвольных постоянных. Она не даст общего решения дифференциального уравнения.
Слайд 9

Условие линейной независимости частных решений дифференциального уравнения Если заданы начальные условия


Условие линейной независимости частных решений дифференциального уравнения
Если заданы начальные

условия
то, чтобы из общего решения получить
частное решение , надо решить систему алгебраических
уравнений
Здесь
Нулевым начальным условиям соответствует
Слайд 10

Линейно независимые решения дифференциального уравнения - го порядка образуют фундаментальную систему


Линейно независимые решения дифференциального уравнения - го порядка образуют фундаментальную

систему решений.
Общее решение неоднородного дифференциального уравнения
Слайд 11

Теорема. Если - фундаментальная система решений дифференциального уравнения то решением дифференциального

Теорема.

Если - фундаментальная система решений дифференциального уравнения
то решением

дифференциального уравнения
является функция где удовлетворяют системе
Определитель системы есть определитель Вронского.
Слайд 12

12.3.8 Линейные дифференциальные уравнения -го порядка с постоянными коэффициентами и правой

12.3.8 Линейные дифференциальные уравнения -го порядка с постоянными коэффициентами и правой

частью специального вида.
Характеристическое уравнение
1) Каждому действительному корню кратности соответствует решений
2) Каждой паре комплексно сопряженных корней кратности соответствует решений
Общее число кратности равно поэтому решений будет
Слайд 13

Пример.

Пример.