Вопрос 37. Линейные однородные дифференциальные уравнения с постоянными коэффициентами.
Решение дифференциального уравнения вида или, короче, будем искать в виде , где k = const.
Т.к. то
При этом многочлен называется характеристическим многочленом дифференциального уравнения.
Для того, чтобы функция являлась решением исходного дифференциального уравнения, необходимо и достаточно, чтобы
т.е.
Т.к. ekx 0, то - это уравнение называется характеристическим уравнением.
Как и любое алгебраическое уравнение степени n, характеристическое уравнение имеет n корней. Каждому корню характеристического уравнения ki соответствует решение дифференциального уравнения.
В зависимости от коэффициентов k характеристическое уравнение может иметь либо n различных действительных корней, либо среди действительных корней могут быть кратные корни, могут быть комплексно – сопряженные корни, как различные, так и кратные. Сформулируем общее правило нахождения решения линейного однородного дифференциального уравнения с постоянными коэффициентами.
1) Составляем характеристическое уравнение и находим его корни.
2) Находим частные решения дифференциального уравнения, причем:
a) каждому действительному корню соответствует решение ekx;
б) каждому действительному корню кратности m ставится в соответствие m решений:
в) каждой паре комплексно – сопряженных корней характеристического уравнение ставится в соответствие два решения: и .
г) каждой паре m – кратных комплексно – сопряженных корней характеристического уравнения ставится в соответствие 2m решений:
3) Составляем линейную комбинацию найденных решений.
Эта линейная комбинация и будет являться общим решением исходного линейного однородного дифференциального уравнения с постоянными коэффициентами.
Пример. Решить уравнение .
Составим характеристическое уравнение:
Общее решение имеет вид:
Yandex.RTB R-A-252273-3
- Вопрос 1 Предел последовательности. Ограниченные, возрастающие, убывающие последовательности.
- Вопрос 2 Предел функции.
- Вопрос 3. Замечательные пределы.
- Вопрос 4. Непрерывные функции
- Вопрос 5 .Определение производной. Примеры.
- Вопрос 6. Таблица производных.
- Вопрос 7. Основные правила дифференцирования.
- Вопрос 8. Производные и дифференциалы высших порядков.
- Вопрос 9.Правило Лопиталя.
- Вопрос 10. Возрастание и убывание функции.
- Вопрос11 Точки экстремума функции. Необходимые условия экстремума.
- Вопрос 12. Выпуклость и вогнутость.
- Вопрос 13. Общая схема построения графика функции.
- Вопрос14 Первообразная функция. Структура множества первообразных функций
- Вопрос 15. Неопределенный интеграл его свойства. Таблица интегралов
- Вопрос 16. Замена переменной в неопределенном интеграле.Примеры.
- Вопрос 17. Интегрирование по частям в неопределенном интеграле. Примеры
- Вопрос 18. Вычислениe неопределённых интегралов, содержащих в знаменателе квадратный трёхчлен.
- Вопрос 19. Итегрирование рациональных дробей
- Вопрос 20. Разложение рациональной дроби на простейшие.
- Вопрос21 Интегрирование иррациональных выраж. Дробно- линейные иррациональности.
- Вопрос22. Интегрирование тригонометрических выражений.
- Вопрос 23. Определенный интеграл. Необходимое условие интегрируемости.
- Вопрос 24. Определение и геометрический смысл определенного интеграла
- Вопрос25 Свойства определенного интеграла
- Вопрос 26. Приложение определенного интеграла. Вычисление площади криволинейной трапеции.
- Вопрос 27. Теорема о замене переменной в определенном интеграле.
- Вопрос 28. Несобственные интегралы.
- Вопрос 29. Понятие диф ур-я, основные определения.
- Вопрос 30, Задача Коши для диф. Ур 1пор.
- Вопрос 31. Дифференциальные уравнения с разделенными переменными
- Вопрос 32. Диф. Уравнения с разделяющимися пер-ми.
- Вопрос 33. Диф. Однородные диф. Ур-я 1-го порядка.
- Вопрос34. Лин диф ур.
- Вопрос 36.Интегрируемые типы диф ур-й 2-го порядка
- Вопрос 37. Линейные однородные дифференциальные уравнения с постоянными коэффициентами.
- Вопрос 38. Линейные неоднородные дифференциальные уравнения с постоянными коэффициентами. Уравнения с правой частью специального вида.
- Вопрос 39. Комплексные числа.
- Вопрос 40. Функции нескольких переменных. Основные определения и свойства.
- Вопрос 41. Производные от функций многих переменных.
- Вопрос 42. Исследование функций двух независимых переменных на экстремум
- Вопрос 43. . Числовые ряды. Основные понятия.
- Вопрос 44. Признак сравнения.
- Вопрос 45. Знакочеред ряды. Т Лейбница.
- Теор Признак Лейбница
- Вопрос 47. Разложение элементарных функций в ряд Маклорена
- Вопрос 48. Интегрирование дифференциальных уравнений с помощью степенных рядов.
- Вопрос 49. Решение дифференциальных уравнений с помощью степенных рядов.
- Вопрос 50. Множества. Операции над множествами