I. Дифференциальное уравнение первого порядка не содержащее явно искомую функцию.
Дифференциальные уравнения этого типа могут быть записаны в виде: (3) (3’). Если , является решением уравнения (3) на некотором интервале, то дифференциал (4). Сравнивая (3’) и (4) замечаем, что функция является первообразной для функции , при этом рассматривается непрерывная на интервале функция f(x) и следовательно для неё существует первообразная: (5). Дифференциальное уравнение (3) принято записывать в виде: (некоторая первообразная), с – некоторая постоянная. Для выяснения смысла постоянной с, найдем решение задачи Каши для уравнения (3) для этого приводим (5) в виде: (5’), , получим .
Таким образом замечаем, что решение уравнения (3) можно представить в виде: (5”).
[1.2] В дифференциальных уравнениях первого порядка не содержится явно независимые переменные. Дифференциальные уравнения такого типа можно представить в виде: (6) или в виде (6’).
Будем предполагать, что для решения уравнения (6) , существует обратная функция: . Относительно обратной функции уравнение (6) будет относится к типу 1.1). Используя правило дифференциальной обратной функции, можно записать: (7). Разрешая выражение (7) получим, что (8). Замечаем, что для использования выражения (8) необходимо потребовать, чтобы функция была отлична от нуля. Если функция отлична от нуля и не прерывна на интервале , то на этом интервале функция сохраняет знак. При этих условиях , является монотонной, а следовательно для неё существует обратная. Эта обратная функция не будет являться уравнением (6).
[1.3]Общий случай разделения переменных. Наиболее общий тип таких дифференциальных уравнений представляется в виде: (9). Либо в виде: (9’), (9”). Если является решение уравнения (9), обращается в тождество на рассмотренном интервале, следовательно, левую и правую часть уравнения (9”) можно приравнять к дифференциалу некоторой переменной t. В правом выражение дифференциала dt выражается через переменную x, в левом через y. Используя интегрирование типов уравнений [1.1] [1.2] получим, что , . Приравнивая выражения для величины t, найдем: (10)
Уравнение (10) определяет решение уравнения (9), содержит в себе, в качестве частных случаев, уравнения [1.1] и [1.2].
Yandex.RTB R-A-252273-3
- Дифференциальные уравнения.
- Обыкновенные дифференциальные уравнения первого порядка.
- Элементарные методы интегрирования (оду первого порядка)
- I. Дифференциальное уравнение первого порядка не содержащее явно искомую функцию.
- II. Однородные дифференциальные уравнения первого порядка.
- III. Линейные дифференциальные уравнения 1-го порядка.
- IV. Уравнение Бернулли:
- V. Уравнения полных дифференциалов:
- Особые точки
- Особые решения
- Обыкновенные дифференциальные уравнения высших порядков
- Автономное уравнение второго порядка
- Линейные однородные уравнения n-го порядка
- Определитель Вронского
- Неоднородные линейные дифференциальные уравнения n-го порядка
- Метод вариации постоянных
- Линейные однородные дифференциальные уравнения с постоянными коэффициентами
- Неоднородные линейные дифференциальные уравнения с постоянными коэффициентами
- Системы обыкновенных дифференциальных уравнений
- Дифференциальные уравнения 1-го порядка
- Геометрический смысл системы уравнений первого порядка
- Первые интегралы
- Линейные системы с постоянными коэффициентами
- Устойчивость положения равновесия (устойчивость по первому приближению)
- Сравнение рядов с положительными членами
- Расходимость гармонического ряда
- Радикальный признак Коши, сходимости рядов с положительными членами
- Интегральный признак Коши сходимости рядов с положительными членами
- Знакочередующиеся ряды. Теорема Лейбница.
- Знакопеременные ряды. Абсолютная и условная сходимости знакопеременных рядов.
- Достаточный признак сходимости знакопеременного ряда
- Действия над сходящимися рядами
- Умножение абсолютно сходящихся рядов
- Функциональные ряды
- Критерии Коши равномерной сходимости функционального ряда
- Функциональная последовательность
- Свойства равномерно сходящихся функций последовательностей
- Свойство равномерно сходящихся рядов
- Признак Вейерштрасса
- Степенные ряды. Радиус сходимости
- Теорема Абеля
- Свойство сторонних рядов
- Ряды Тейлора и Маклорена
- Вычисление определенных интегралов
- Интегрирование линейных дифференциальных уравнений с помощью степенных рядов
- Ряды Фурье
- Ряды Фурье для чётных и нечётных функций
- Разложение в ряд Фурье непериодической функции
- Интеграл Фурье