ВЫШМАТ
.pdf•При которой уравнение Бернулли сводится к линейному
y p(x) y1n q(x), yn
(1 n)z p(x)z q(x)
• Второй способ решения состоит в замене y=u v- "подстановка Бернулли".
31
Пример
• Решить уравнение
y 2 y y2ex
32
Дифференциальные уравнения в полных дифференциалах
Если левая часть уравнения в дифференциалах
M (x, y)dx N (x, y)dy 0
является дифференциалом некоторой функции A(x, y) т.е.
d A(x, y) M (x, y)dx N (x, y)dy,
то дифференциальное уравнение называется
уравнение в полных дифференциалах.
33
Односвязная область
• Область D |
называется односвязной, если |
|
множество точек, ограниченных непрерывной |
||
замкнутой кривой |
L , лежащей в D , также |
|
принадлежит D |
. Т.е. в односвязной области нет |
"дырок".
D L
34
Критерий уравнения в полных дифференциалах
• |
Теорема. Пусть функции |
M (x, y), N (x, y) |
|
|
непрерывны вместе со своими частными |
||
|
производными M |
N |
|
|
y |
, x |
|
• |
в односвязной области |
D . Тогда, уравнение в |
дифференциалах M (x, y)dx N (x, y)dy 0
• является уравнением в полных дифференциалах,
если в области D выполняется равенство
M N .y x
35
Пример
• Найти общий интеграл уравнения
(x2 xy2 )dx (x2 y y2 )dy 0
36
Замечание
• В уравнение в дифференциалах
M (x, y)dx N (x, y)dy 0
• |
переменные x, y |
входят равноправно. Таким |
|
образом, в качестве решения можно рассматривать |
|
|
функции x x( y) |
наряду с функциями . y y(x) |
• |
Пример 1 |
ydx xdy 0 |
37
«Перевёрнутое уравнение»
• Поэтому к интегральным кривым уравнения y f (x, y)
• будем относить и решения перевёрнутого уравнения
1 |
|
|
1 |
||
|
|
|
|
|
|
|
x f (x, y) x |
f (x, y) |
|||
|
|
||||
• Пример 2. (2x y2 ) y y |
|
|
|
38
Blow up – Взрыв решения
• Замечание. Непрерывность правой части уравнения y f (x, y)
при любых x может не обеспечивать существование решения задачи Коши в произвольной окрестности заданной точки x0 .
• Пример
y y2
y(0) 1
39
Решение
• Имеем , разделяя переменные|
|
dy |
dx 1 x C y |
1 |
. |
||||
|
y2 |
|
||||||
|
y |
|
|
|
x C |
|||
• |
Поставляя начальные условия |
x 0, y 1 , |
||||||
|
получаем |
C 1, y |
1 |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
x1 |
|
|
|
||
• |
Таким образом, решение |
|
y при x 1, хотя |
|||||
|
правая часть уравнения |
f (x, y) y2 непрерывна |
||||||
|
вместе со своей производной |
f (x, y) 2y во всех |
точках координатной плоскости.