20.08.2020
#Математика
42

Однородные уравнения первого порядка

Ссылка на ГОСТ
Студенческие работы от сервиса №1 в России
Поможем написать диплом, курсовую, реферат и любые другие типы работ. Сделаем качественно или вернём деньги.
Заказать
Содержание статьи
Фирсов В.
Эксперт по техническим предметам

Дадим сначала два определения.

Функция  однородной функцией  называется однородной функцией степени однородной функцией степени  если для всех паресли для всех пар  выполнено равенство выполнено равенство .

Дифференциальное уравнение Дифференциальное уравнение -го порядка называется однородным, если его можно записать в виде: 

однородное Дифференциальное уравнение ,

гдеПеременная 1 и однородные функции одной и той же степени. однородные функции одной и той же степени.

Однородное уравнение можно записать также в виде: Однородное уравнение можно записать также в виде: .

Алгоритм решения однородных уравнений следующий: делаем подстановку Однородное уравнение можно записать также в виде: . После преобразований получаем уравнение с разделяющимися переменными.

Приведем несколько примеров.

Пример 1  Решить уравнение Решить уравнение Делаем замену: Делаем замену:  . После преобразования подобных членов получим уравнение с разделяющимися переменными:После преобразования подобных членов получим уравнение с разделяющимися переменными . Разделяем переменные и интегрируем:Разделяем переменные и интегрируем:  . Находим интеграл: Находим интеграл: . Вспоминая, что Вспоминая, что  получаем общий интеграл: получаем общий интеграл: . Уравнения вида Уравнения вида приводятся к однородным уравнениям. Если приводятся к однородным уравнениям. Если , то применяется замена то применяется замена , где то применяется замена подбираются так, чтобы уравнение приняло вид чтобы уравнение приняло вид , после чего уравнение становится однородным. Если после чего уравнение становится однородным. Если , то Формула 1 и уравнение сразу сводится к уравнению с разделяющимися переменными заменой: уравнению с разделяющимися переменными заменой .

Приведем примеры:

 

Пример 2 Решить уравнение: Решить уравнение:  Сведем уравнение к однородному уравнению. Сделаем замену то применяется замена и подставим в скобки:и подставим в скобки:и подставим в скобки: .Осталось найти Осталось найти ипеременная 2 из системы:из системы: . Итак, после замены Итак, после замены уравнение принимает вид: уравнение принимает вид: . Решаем полученное однородное уравнение. Сделаем замену: Решаем полученное однородное уравнение. Сделаем замену: .Решаем полученное однородное уравнение. Сделаем замену: После преобразований и разделения переменных получим:Формула 7 . Найдем интеграл в правой части:После преобразований и разделения переменных Формула 8 Осталось в полученный общий интеграл подставить Осталось в полученный общий интеграл подставить и мы получим окончательный вид общего решения через исходные переменные.и мы получим окончательный вид общего решения через исходные переменные.


Поможем с написанием учебной работы от 24 часов

Узнайте стоимость
консультации!

Узнайте стоимость онлайн за 1 минуту