Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Kurs_vysshei_matematiki_UP_Berkov_N.A._2007-2

.pdf
Скачиваний:
70
Добавлен:
10.06.2015
Размер:
9.19 Mб
Скачать

2t = 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

x1

v[y1, . . . , yn] = F (x, y1 , . . . , yn, y1, . . . , yn)dx

x0

y1(x0) = y10,

 

y2(x0) = y20, . . . , yn(x0) = yn0,

y1(x1) = y11,

 

y2(x1) = y21, . . . , yn(x1) = yn1,

 

 

 

yj (x)(j = 1, . . . , n)

v[y1, y2, . . . , yn] = v˜[yi]

 

 

n

y1, . . . , yn

 

 

 

yi(x) :

 

 

 

 

Fyi

 

d

Fy = 0

(i = 1, . . . , n).

dx

 

i

 

i = 1, . . . , n

 

 

 

yi

n

2n x, y1, y2, . . . , yn

y(x) z(x)

v[y(x), z(x)] = x1F (x, y, z, y , z )dx

x0

y(x0) = y0, y(x1) = y1, z(x0) = z0, z(x1) = z1,

y = y(x), z = z(x),

Fy dxd Fy = 0, Fz dxd Fz = 0.

v(x, y, z)

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

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

∂z

 

v

 

dx

 

v1+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) + αy(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

 

 

 

 

 

 

 

∂α

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

∂α

 

v

 

 

 

 

 

 

 

 

 

δv

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

δv =

 

x1 F (x, y(x, α), . . . , y(n)(x, α))dx

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

α=0

 

 

x0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ . . . + Fy(n)

δy

 

 

 

 

 

 

=

 

Fyδy + Fy δy + Fy δy

(n)

dx.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1

 

 

 

 

 

 

x1

d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fy δydx = [Fy δy ] x0

dx

Fy δydx,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x0

 

 

 

 

 

 

x0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1

 

 

 

 

+

,

 

 

 

 

 

 

x1

x1

 

2

 

 

 

x0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d

 

 

 

 

 

 

 

 

d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fy δy dx =

Fy δy

x0 %

dx

Fy δy& x0 +

 

 

dx2

Fy δydx,

 

 

n + 1

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1

 

d

 

 

 

 

 

 

x1

 

x0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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

v[z(x, y)] =

F

x, y, z, ∂x ,

∂y dxdy,

 

 

 

∂z

∂z

 

D

 

 

 

 

 

C

D

 

 

 

 

z(x, y)

˜

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

∂x∂z = p; ∂z∂y = q F C3(D), z C2(D).

 

 

 

 

z(x, y, α) = z(x, y) + αδz,

 

 

δz = z¯(x, y) − z(x, y),

α = 0

z = z(x, y)

z = z¯(x, y).

 

α = 1

 

z(x, y, α)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v

 

 

 

α

 

α = 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

∂α

v[z(x, y, α)] α=0= 0

 

δv

 

 

∂α

 

 

 

 

=

δv =

F (x, y, z(x, y, α), p(x, y, α), q(x, y, α))dxdy

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

α=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=[Fz δz + Fpδp + Fqδq]dxdy,

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z(x, y, α) = z(x, y) + αδz,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p(x, y, α) =

 

 

z(x, y, α) = p(x, y) + αδp,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

∂x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

q(x, y, α) =

 

 

z(x, y, α) = q(x, y) + αδq.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

∂x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[F δz] =

 

[F ]δz + F δp,

 

 

[F δz] =

 

 

[F

]δz + F δq,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

∂x

 

p

 

 

 

 

∂x

p

 

p

 

∂y

 

q

 

 

 

∂y

 

 

q

q

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(Fpδp + Fqδq)dxdy =

%∂x {Fpδz} +

∂y {Fqδz}& dxdy−

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

%∂x {Fp} + ∂y {Fq}& δzdxdy,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

{Fp}

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

∂x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z, p q x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

{Fp} = Fpx + Fpz

∂z

+ Fpp

∂p

 

+ Fpq

∂q

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

∂x

∂x

∂x

∂x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

{Fq} = Fqy + Fqz

∂z

+ Fqp

∂p

 

+ Fqq

∂q

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

∂y

∂y

∂y

 

∂y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

∂x +

∂y

 

 

dx dy = - N dy − M dx,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

∂N

∂M

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

%∂x {Fpδz} + ∂y {Fqδz}&dx dy = - (Fp dy − Fq dx)δz = 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Γσ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

δ

˜

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

[Fpδp + Fqδq] dx dy = %∂x {Fp} +

∂y {Fq}&δz dx dy,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D D

(Fz δz + Fpδp + Fqδq) dx dy = 0

D

(Fz ∂x {Fp} − ∂y {Fq})δz dx dy = 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

δz

 

δz

z = z(x, y)

δz

C = 0

 

 

 

 

 

{Fq} ≡ 0.

 

 

 

Fz

 

{Fp} −

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

∂x

∂y

 

 

 

 

z(x, y)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fz

 

{Fp} −

{Fq} = 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

∂x

∂y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v[z(x, y)] = σ

. ∂x

 

+

∂y

/ dx dy,

 

 

 

∂z

2

 

 

∂z

2

 

Γσ

σ

 

 

 

 

z

Γσ

z = f (x, y).

2z + 2z = 0. ∂x2 ∂y2

z = 0,

σ

v[z(x, y)] =

σ

. ∂x

 

+

∂y

 

+ 2zf (x, y)/ dx dy,

 

 

∂z

2

 

 

∂z

2

 

Γσ z

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

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]