Дифференциальные уравнения

Вычислить несобственный интеграл Дифференциальные уравнения Степенные ряды Неопределенный интеграл Несобственный интеграл Основные методы интегрирования Метод интегрирования по частям

Однородные уравнения.

Определение. Уравнение (1) называется однородным, если  может быть представлена как функция отношения своих аргументов, т.е. . (2)

Таким образом, однородное уравнение имеет вид:  (3)

Теорема. Однородное уравнение (3) имеет общий интеграл:  . (4)

Замечание 1. В доказательстве теоремы мы предполагаем, что . Рассмотрим тот случай, когда . Здесь имеются две возможности.

а)  Тогда   и уравнение (3) принимает вид: .

Это уравнение с разделяющимися переменными  и здесь никаких преобразований делать не нужно.

б) уравнение  удовлетворяется лишь при определенных значениях . В этом случае могут быть потеряны решения . Интегральные кривые суть прямые, проходящие через начало.

Пример. Решить уравнение .

Решение. Уравнение однородное. Полагаем .

Если , то . Отсюда .

 – общий интеграл.

Может быть потеряно решение  или .

Действительно,  есть решение рассматриваемого уравнения и оно не может быть получено из общего интеграла ни при каком значении С, следовательно  есть особое решение.

Замечание 2. Формулу (4) запоминать не следует. Надо уметь ее выводить в каждом конкретном случае, как это сделано в примере.

Замечание 3. Для интегрирования уравнения более общего вида, чем (3) . (6)

(обобщенное однородное) сначала делают замену неизвестной функции и независимой переменной по формулам ; выбирая  и  такими, чтобы исчезли свободные члены в числителе и знаменателе аргумента  в (6), тогда (6) приводится к однородному уравнению.

Дифференциальные уравнения I порядка

Уравнения с разделяющимися переменными. Эти уравнения самые простые. При решении какого-либо уравнения его стараются свести к уравнению с разделяющимися переменными.

Линейные уравнения

На главную