20.08.2020
#Математика
42

Уравнения, допускающие понижение 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

В некоторых случаях порядок дифференциального уравнения можно понизить. 

Пусть исходное уравнение имеет вид: Пусть исходное уравнение имеет вид . В этом случае порядок уравнения можно понизить, сделав замену порядок уравнения можно понизить, сделав замену. Уравнение станет меньшего порядка: Уравнение станет меньшего порядка . Приведем пример.

Пример 1 Решить уравнение предварительно понизив его порядок: Решить уравнение предварительно понизив его порядок пример 1.

Уравнение не содержит функцию  игрек явно. Можно понизить порядок заменой зет равен игрек. Решаем полученное уравнение, разделяя переменные и интегрируя:

Решаем полученное уравнение пример 1.

Иногда удается упростить само уравнение, а затем понизив порядок, выделяя группы членов являющиеся полными производными. 

Пример 2 Решить уравнение Решить уравнение пример 2.

Здесь имеем: iздесь имеем 2. Таким образом, интегрируя обе части, находим: 

интегрируя обе части, находим 2  или или 2 .

Решаем это линейное уравнение. Однородное уравнение имеет общее решение:

Однородное уравнение имеет общее решение 2 , которое можно записать в виде  можно записать в виде 2.

Общее решение ищем методом вариации постоянной ц квадрат. Подставляя в неоднородное уравнение и полагая  ц равно ц икс,находим:

находим 2.

Следовательно, общий интеграл исходного уравнения

 общий интеграл исходного уравнения 2 .

Здесь общий интеграл выражен через неопределенный интеграл, так как этот неопределенный интеграл iнеопределенный интеграл  2 не берется в конечном виде.

Пусть дифференциальное уравнение не содержит явно независимую переменную:не содержит явно независимую переменную. Тогда его порядок можно понизить заменой: можно понизить заменой 2.

Пример 3 Решить дифференциальное уравнение: Решить дифференциальное уравнение 3 

Уравнение не содержит явно независимую переменную, делаем замену можно понизить заменой 2 . При этом, при этом 3 . В результате получаем уравнение:

 результате получаем уравнение 3 .

Одно решение одно решение 3. Второе решение получаем, интегрируя уравнение:

второе решение 3 .

Освобождаясь от логарифмов, получим Освобождаясь от логарифмов, получим 3.

Вспоминая, что такое п равно игрек 3, получаем уравнение с разделяющимися переменными:

получаем уравнение с разделяющимися переменными3.

Итак, общее решение: Итак, общее решение.

Поможем с написанием учебной работы от 24 часов

Узнайте стоимость
консультации!

Узнайте стоимость онлайн за 1 минуту