70.Операционный метод решения ду и систем ду

Системы линейных дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами можно решать операционным методом по той же схеме, что и решение одного дифференциального уравнения (см. задания 32 и 33). Вместо одного операторного уравнения получим линейную систему алгебраических уравнений.

Пусть, например, нужно решить систему линейных дифференциальных уравнений первого порядка с постоянными коэффициентами

при начальных условиях Коши

в предположении, что функции fk(t), (k=1, 2, , n) являются оригиналами (тогда и функции yk(t) – оригиналы). На практике часто рассматривается случай, когда fk(t) – линейные комбинации функций вида tme t.

Пусть

,

.

Тогда изображающая исходную систему операторная система имеет вид:

Решая последнюю систему как линейную алгебраическую систему уравнений относительно Yk(p), найдем Yk(p), а затем их оригиналы уk(t) (k=1, 2, , n), которые и будут решениями задачи Коши для системы (1).

Задача Коши для систем уравнений порядка выше первого решается аналогично. Кроме того, такую систему всегда можно заменить эквивалентной ей системой уравнений первого порядка, вводя новую систему искомых функций.