Для связи в whatsapp +905441085890

Обыкновенные дифференциальные уравнения в математике

Обыкновенным дифференциальным уравнением называется уравнение, связывающее независимую переменную, неизвестную функцию этой переменной и производные функции различных порядков.

Символически дифференциальное уравнение можно записать в виде

Обыкновенные дифференциальные уравнения в математике

где Обыкновенные дифференциальные уравнения в математике — некоторая функция Обыкновенные дифференциальные уравнения в математике переменных Обыкновенные дифференциальные уравнения в математике. При этом порядок Обыкновенные дифференциальные уравнения в математике старшей производной Обыкновенные дифференциальные уравнения в математике, входящей в уравнение, называется порядком дифференциального уравнения.

Решением дифференциального уравнения называется такая функция Обыкновенные дифференциальные уравнения в математике, которая при подстановке ее в это уравнение обращает его в тождество. Например, функция Обыкновенные дифференциальные уравнения в математике является решением уравнения Обыкновенные дифференциальные уравнения в математике, так как Обыкновенные дифференциальные уравнения в математике при любых значениях Обыкновенные дифференциальные уравнения в математике.

График решения дифференциального уравнения называется интегральной кривой.

Пример:

Найти решение уравнения Обыкновенные дифференциальные уравнения в математике. ► Проинтегрируем данное уравнение 2 раза:

Обыкновенные дифференциальные уравнения в математике

где Обыкновенные дифференциальные уравнения в математике и Обыкновенные дифференциальные уравнения в математике — произвольные постоянные. То есть решение получено принципиально неоднозначное. Следовательно, дифференциальное уравнение задает не одну, а целое семейство интегральных кривых на плоскости.

Для выделения из семейства определенной кривой (решения) в данном случае достаточно задать точку, через которую проходит искомая интегральная кривая и направление, в котором она проходит через эту точку, т.е. задать значения:

Обыкновенные дифференциальные уравнения в математике

Например, если задать

Обыкновенные дифференциальные уравнения в математике

то получим:

Обыкновенные дифференциальные уравнения в математике

Подставив значения констант Обыкновенные дифференциальные уравнения в математике и Обыкновенные дифференциальные уравнения в математике, приходим к решению:

Обыкновенные дифференциальные уравнения в математике

Для выделения однозначно определенного решения дифференциального уравнения Обыкновенные дифференциальные уравнения в математике — го порядка следует задать дополнительно Обыкновенные дифференциальные уравнения в математике условий. Условия такого рода обычно называют начальными.

Общим решением дифференциального уравнения Обыкновенные дифференциальные уравнения в математике-го порядка называется такое его решение Обыкновенные дифференциальные уравнения в математике, которое является функцией переменной Обыкновенные дифференциальные уравнения в математике и Обыкновенные дифференциальные уравнения в математике произвольных независимых постоянных Обыкновенные дифференциальные уравнения в математике.

Частным решением дифференциального уравнения называется функция, полученная из общего решения подстановкой конкретных числовых значений произвольных постоянных Обыкновенные дифференциальные уравнения в математике.

В примере 7.1 Обыкновенные дифференциальные уравнения в математике — общее решение, Обыкновенные дифференциальные уравнения в математике частное решение дифференциального уравнения Обыкновенные дифференциальные уравнения в математике. Дифференциальное уравнение называется разрешенным относительно старшей производной, если оно имеет вид:

Обыкновенные дифференциальные уравнения в математике

Например, уравнение

Обыкновенные дифференциальные уравнения в математике

разрешено относительно первой производной Обыкновенные дифференциальные уравнения в математике искомой функции Обыкновенные дифференциальные уравнения в математике.

К дифференциальным уравнениям приводит ряд задач экономики, механики, биологии, социологии и т. д.

Этот материал взят со страницы заказа помощи по математике, там можно заказать помощь и ознакомиться с краткой теорией по предмету математика:

Онлайн помощь по математике

Возможно эти страницы вам будут полезны:

Понятие о несобственных интегралах в математике
Вычисление площади плоской фигуры в математике
Дифференциальные уравнения с разделяющимися переменными в математике
Линейные дифференциальные уравнения первого порядка в математике