Линейные однородные дифференциальные уравнения второго порядка с постоянным коэффициентом.
Уравнение вида F(х;у;у/;у//) = 0 называется дифференциальным уравнением второго порядка, где у = у(х) – искомая неизвестная функция, у/ = у/(х) и у// = у//(х) – ее производные по х первого и второго порядка, а F - заданная функция переменных х, у, у/,у//.
Функция φ(х), х (а;b), называется решением дифференциального уравнения F(х;у;у/;у//) = 0, если она имеет производные φ/(х) и φ//(х) и если для любого х (а;b) справедливо равенство F ( х; φ(х); φ/(х); φ//(х)) = 0
Дифференциальные уравнениявида: .- называется уравнением, разрешением относительно второй производной, где f – заданная функция переменных х, у, у/ .
Дифференциальные уравнениявида у// + ру/ + qy = f(x) где р и q – некоторые числа, называется линейными дифференциальными уравнениями второго порядка.
Функция f(х) называется свободным членом или правой частью уравнения
у// + ру/ + qy = f(x).
Если f(х) 0, то дифференциальное уравнение называется линейным однородным уравнением . Оно имеет вид у// + ру/ + qy = 0
Пример:
Найти все решения уравнения у// -y = 0
Решение:
Легко проверить, что функция у = ех является решением данного уравнения. Аналогично проверяется, что и функция у = е-х является решением уравнения. Покажем, что при любых С1 и С2 функция у = С1ех + С2е-х является решением уравнения у// -y = 0. Имеем:
у/ = С1ех - С2е-х
у// = С1ех + С2е-х = у
С1 =
С2 =
y = 1ех + е-х является решением задачи Коши
В силу единственности решения задачи Коши φ(х) = 1ех + е-х
Таким образом у = С1ех + С2е-х задает общее решение уравнения.
Дата добавления: 2016-06-05; просмотров: 2239;