6. Явный вид определителя Вронского.
Определитель Вронского на некотором множестве
имеет вид:
=
=
, где
и
- линейно
независимые частные решения уравнения
,
то есть:
;
Умножив первое уравнение на , второе на
и
вычитая из первого уравнения второе уравнение, получим:
или
,
,
=
,
что и требовалось доказать.
7. Нахождение общего решения уравнения второго порядка при одном известном решении.
Пусть y-
любое решение уравнения ,
Отличное от известного . Тогда общее решение
имеет вид:
Так как =
=
, то, разделив это равенство на
, получим:
Уравнение с разделяющимися переменными, общее решение интеграл которого:
является общим (решением)
потому, что и
-
линейно независимы и содержат две произвольные постоянные.
8. Неоднородные (с правой частью) линейные уравнения второго порядка.
Теорема об общем решении.
Если известно какое-то частное решение неоднородного уравнения, то его общее решение равно сумме этого решения и общего решения однородного уравнения.
Итак, известно - частное решение неоднородного уравнения
и
- общее решение однородного уравнения
Тогда, требуется доказать, что
-
общее решение неоднородного
уравнения, то есть, что при надлежащем выборе значения постоянных получится
решение , удовлетворяющее двум начальным условиям задачи Коши (в любой точке
).
Пусть ,
,
,
;
,
,
,
-
известные постоянные. Тогда для начальных условий получим
;
Эта система уравнений имеет
единственное решение, так как ее определитель- определитель Вронского отличен
от нуля для фундаментальной системы функции и
.
Таким образом,
постоянные в
любой точке
принимают определенное значение и решение
действительно является общим.
9. Метод вариации постоянных – метод нахождения частного решения неоднородного уравнения может быть найдено методом вариации постоянных.
В уравнении известно общее решение неоднородного
уравнения
. Требуется доказать , что частные решение
неоднородного уравнения имеет вид
,
где -
известные функции.
Обозначим частное решение.
Это решение зависит от двух
неизвестных функций , и, следовательно, для их
определения требуется два уравнения. Одно из них- исходное уравнение, потому
при подстановке решения оно удовлетворяет и второе уравнение задано
произвольно.
Для получения второго уравнения найдем:
+
и покажем что - второе частное решение. При этом
,
и
подставим в первое уравнение:
+
Первые два слагаемых равны
нулю, так как и
-
решения однородного уравнения и остается уравнение (первое):
и уравнение
,
полученное ранее , из которых
определяют производные .
,
и искомые равны
;
Здесь определитель Вронского
- .
Окончательно имеем частные решения
10. Линейные однородные уравнения второго порядка с постоянными коэффициентами. Метод характеристического уравнения.
Таким уравнением является
,
где p и g- действительные числа.
Общее решение этого уравнения
будем искать следующим образом. Пусть
при фиксированном
-
одно из частных решений данного уравнения. Тогда при подстановке решения в
уравнения имеем
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.