Kurs_vysshei_matematiki_UP_Berkov_N.A._2007-2
.pdf2t = t1 C2 = 0 x = 0 y = 0
x = C21 (t1 − sin t1) y = C21 (1 − cos t1),
C1
2
(x1, y1)
x1
v[y(x)] = (y 2 + 2yy − 16y2) dx.
x0
x1
v[y(x)] = (xy + y 2) dx.
x0
1
v[y(x)] = (y2 + y 2 − 2y sin x) dx.
0
B(x1, y1) |
A(x0, y0) |
T |
|
|
y = y(x) z = z(x) |
T = x1 1 + y 2 + z 2 dx. v(x, y, z)
x0
√
|
∂v |
|
1+y 2+z 2 |
+ |
|
d |
|
|
y |
|
|
|
|
= 0 |
∂y |
|
v2 |
|
dx |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
√1+z |
2 |
+z |
|
2 |
|||||||||
∂v |
√1+y22+z 2 |
+ d |
|
|
|
= 0 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
v y |
|
|
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||
|
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|
∂z |
|
v |
|
dx |
|
v√1+y |
2 |
+z |
2 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x1
v[y(x)] = F (x, y, y , . . . , y(n))dx,
|
|
|
x0 |
|
|
|
|
|
F Cn+2 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
y(x0) = y0, |
y (x0) = y |
, . . . , y(n−1)(x0) = y(n−1) |
, |
|||
|
|
|
0 |
|
|
|
0 |
|
|
|
y(x1) = y1, |
y (x1) = y |
, . . . , y(n−1)(x1) = y(n−1). |
||||
|
|
|
1 |
|
|
|
1 |
|
|
|
(n − 1) |
|
|
C |
2n |
y = y(x) C2n y¯(x) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y(x, α) = y(x) + α[¯y(x) − y(x)] |
y(x, α) = y(x) + αδy. |
|||||
α = 0 y(x, α) = y(x) |
α = 1 y(x, α) = y¯(x) |
|
|
|
||||
|
|
v[y(x)] |
|
|
y = y(x, α) |
α = 0 |
||
|
∂ |
|
α |
|
|
|
|
|
|
v[y(x, α)]α=0 = 0 |
|
|
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∂α |
|
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|
|
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∂α |
|
v |
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δv |
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||
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|
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|
|
|
|
|||||
|
δv = |
|
∂ |
x1 F (x, y(x, α), . . . , y(n)(x, α))dx |
|
|
|
= |
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
x |
1 |
|
|
|
|
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|
|
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x0 |
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|
|
α=0 |
|
|||||
|
x0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ . . . + Fy(n) |
δy |
|
|
|
|
|
||||||||
|
= |
|
Fyδy + Fy δy + Fy δy |
(n) |
dx. |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
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||||
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x1 |
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|
x1 |
d |
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|||||
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|
x1 |
− |
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|||||
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||||
|
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|
|
Fy δydx = [Fy δy ] x0 |
dx |
Fy δydx, |
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
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x0 |
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|
x0 |
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|
|||
x1 |
|
|
|
|
+ |
, |
|
|
|
|
|
|
x1 |
x1 |
|
2 |
|
|
|
||||||
x0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x0 |
|
|
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|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
d |
|
|
|
|
|
|
|
|
d |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
x1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
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|
|||
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|
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|
|
Fy δy dx = |
Fy δy |
x0 − % |
dx |
Fy δy& x0 + |
|
|
dx2 |
Fy δydx, |
||||||||||||||||
|
|
n + 1 |
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
x1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x1 |
|
d |
|
|
|
|
|
|
x1 |
|
|||||
x0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Fy(n) δy(n)dx = Fy(n) δy(n−1) |
|
|
− % |
|
Fy(n) δy(n−2) &x0 |
+ . . . |
||||||||||||||||||
x0 |
dx |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
x1 |
dn |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
+(−1)n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Fy(n)δydx. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
dxn |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
x0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x = x0 |
|
|
x = x1 |
|
|
|
|
δy = δy = |
= . . . = δy(n−1) = 0
x1 |
|
|
d |
|
|
|
d2 |
|
|
|
dn |
|
||
δv = Fy − |
|
|
|
|
|
|
δydx. |
|||||||
|
Fy + |
|
Fy + . . . + (−1)n |
|
|
Fy(n) |
||||||||
dx |
dx2 |
dxn |
||||||||||||
x0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
δv = 0 |
δy |
||||
|
d |
|
d2 |
|
dn |
|
||||||||
Fy − |
|
Fy |
+ |
|
Fy + |
. . . + (−1)n |
|
Fy(n) ≡ 0. |
||||||
dx |
dx2 |
dxn |
||||||||||||
|
|
|
|
|
y = y(x) |
|
|
|
|
|
|
|||
|
d |
|
d2 |
|
dn |
|
||||||||
Fy − |
|
Fy |
+ |
|
Fy + |
. . . + (−1)n |
|
Fy(n) = 0. |
||||||
dx |
dx2 |
dxn |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2n |
|
2n
l
v[y(x)] = ( 12 μy 2 + ρy)dx,
−l
y(−l) = 0, y (−l) = 0, y(l) = 0, y (l) = 0.
|
|
|
ρ = |
μ = |
||
|
d2 |
|
ρ |
|
|
|
ρ + |
|
(μy ) = 0 |
yIV = − |
|
, |
|
dx |
μ |
|
y = −24ρμx4 + C1x3 + C2x2 + C3x + C4.
y = |
−ρ |
(x4 − 2l2x2 + l4) |
y = − |
ρ |
(x2 − l2)2. |
24μ |
24μ |
x
v[y(x), z(x)] = F (x, y, y , . . . , y(n), z, z , . . . , zm)dx,
x0
y(x) z(x) y(x) z(x)
|
|
d |
|
|
dn |
|
|||
Fy − |
|
Fy + . . . + (−1)n |
|
Fy(n) = 0 |
|||||
dx |
dxn |
||||||||
F |
d |
F |
+ . . . + ( 1)m |
|
dm |
(m) = 0. |
|||
|
|
|
F |
||||||
|
|
|
|||||||
z − dx |
|
z |
− |
dxm z |
|
m
x1
v[y1, . . . , ym] = F (x, y1, . . . , y1(n1), . . . , ym, . . . , ym(nm ))dx.
x0
|
|
|
|
|
|
|
yi(x) |
|
|
d |
|
+ . . . + ( 1)ni |
dni |
(ni) = 0, i = 1, . . . , m . |
|
Fyi |
|
|
Fy |
|
F |
||
− dx |
|
||||||
|
i |
− |
dxni yi |
∂2z + ∂2z = f (x, y), ∂x2 ∂y2
z = f (x, y)
f (x, y)
t
(T − U ) dt,
t0
T U
mi (i = 1, ..., n) |
|
|
(xi, yi, zi) |
|
|
|
Fi |
|
Fix = − |
∂U |
; |
Fiy = − |
∂U |
; |
Fiz = − |
∂U |
, |
|
|
|
||||||
∂xi |
∂yi |
∂zi |
||||||
Fix, Fiy, Fiz |
|
|
|
|
|
¯ |
|
|
|
|
|
|
|
Fi |
|
|
xi, yi, zi
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
T = 0.5 |
i |
mi(x˙i2 + y˙i2 + z˙i2), |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
=1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t0 |
(T − U ) dt |
|
|
|
|
|
||
− |
∂U |
− |
d ∂T |
= 0; |
− |
∂U |
− |
d ∂T |
= 0; |
− |
∂U |
− |
d ∂T |
= 0, |
||||||||
∂xi |
dt |
|
∂x˙i |
∂yi |
dt |
|
∂y˙i |
∂zi |
dt |
|
∂z˙i |
|||||||||||
mix¨i − Fix = 0; |
miy¨i − Fiy |
= 0; miz¨i − Fiz |
= 0 |
(i = 1, ..., n). |
|
ϕj (t, x1, x2, . . . , xn, y1, y2, . . . , yn, z1, z2, . . . , zn) = 0, |
|
|
j = 1, 2, . . . , m, m < 3n, |
|
3n−m |
m |
s = |
t |
|
|
|
q1, q2, . . . , qs, |
|
|
t |
T U |
|
T − U |
L = L(q, q,˙ t) |
t1
S = L(q, q,˙ t) dt
t0
t1
δS = δ L(q, q,˙ t) dt = 0.
|
|
|
|
|
t0 |
|
|
|
|
|
|
S |
|
∂L |
− |
d ∂L |
= 0, |
i = 1, 2, . . . , s. |
||
|
|
|
|
|||
∂qi |
dt |
∂q˙i |
u = u(x, t) x t U
dx
"
ds = 1 + ux 2dx,
"
(1 + ux 2 − 1)dx.
( 1 + ux 2 − 1) ≈ 12 ux 2 ux