logo
16

Сводная таблица по теме: «Дифференциальные уравнения»

Вид уравнения

Способ решения

Дифференциальные уравнения первого порядка

1.

Уравнение с разделяющимися переменными

X1 (x) Y1(y) d y +

+ X2(x)∙Y2 (y) d y = 0.

а) X1 (x) Y1(y) d y = X2(x)∙Y2 (y) d y

б) .

y  = f1(x)∙f2(y).

а) ,

б)

с)

2.

Однородное уравнение .

а) Вводится замена , т. е. y = ux,

б) Получаем у = u x + u.

в) подставляем в однородное уравнение: u x = f (u)u.

в) .

г) Интегрируя найдем:

3.

Линейное уравнение

у + р (х) у = f (x)

а) Введем замену: у (х) = u (x) v (x), тогда у  = u  (x) v (x) + u (x) v  (x).

б) Получаем: u ∙v +u∙(v  + p (x)∙v) = g (x).

в)

Дифференциальные уравнения второго порядка

4.

Допускающие понижение порядка:

1. у = f (x) не содержит явно у и у .

а) Вводим замену у  = р(х), у = р(х).

б)

в)

2. у  = f (x, y ) не содержит явно у.

а) Полагая у  = р (х), у  = р(х), т. е.

р = f (x, p)

б) р (х) = φ (х, С1).

в) Интегрируем и получим

3. у  = f (y, y ) не содержащим явно х

а) Полагая у  = р (у (х)). Тогда

б) Подставляя в уравнение получим

р р = f (y, p).

в) Решая его, найдем р = φ (у, С1), отсюда .

г)

5.

Линейное однородное уравнение

у  + р у + q y = 0

Составляем характеристическое уравнение: k2 + p k + q = 0.

Если k1 k2 , то

Если k1 = k2, то

Если , то

6.

Линейное неоднородное уравнение

у  + р у + q y = f (x),

f (x) имеет специальный вид

1. Решаем соответствующее однородное уравнение у  + р у + q y = 0

2. По виду правой части уравнения записывается форма частного решения с неопределенными коэффициентами.

3. Таким образом сформированное частное решение подставляется в дифференциальное уравнение.

4. Из полученного тождества определяются значения коэффициентов.

5.