то есть получим уравнение первого порядка, в которое явным образом не входит аргумент x. Рассмотрим несколько возможных вариантов уравнения (7.27).
1) 
Пусть (7.27) можно легко разрешить
относительно  , т.е.
, т.е.
 ,                            
(7.28)
,                            
(7.28)    
 .                                    (7.29)
 .                                    (7.29)
а)  если уравнение (7.29)
можно разрешить относительно z, то из (7.29) следует  и,
учитывая замену
 и,
учитывая замену  , получаем:
, получаем:
 и
т.д.
  и
т.д.
б)  если (7.29) нельзя
разрешить относительно z, то рассматривая z как параметр,
получаем  ( ):
):
Т.к.:   ,   из (7.28) следует
,   из (7.28) следует    . Аналогично:
. Аналогично:

 и
т.д.
 и
т.д.
2) 
Пусть (7.27) можно разрешить
относительно z, т.е.  , тогда, вводя параметр
, тогда, вводя параметр
 , получаем:
, получаем:


 .                                                 
(7.30)
.                                                 
(7.30)
а) если из равенства (7.30) 
можно найти р, то  т.к.
т.к.   .
Т.к.
.
Т.к.  , то:
, то:
  и
т.д.
 и
т.д.
б) если равенство (7.30) нельзя разрешить относительно р, тогда находим:

 и
т.д.
  и
т.д.
Окончательно получаем зависимость:
 ,
, 
которая вместе с  дает общее решение уравнения (7.26) в
параметрической форме.
 дает общее решение уравнения (7.26) в
параметрической форме.
3) Если уравнение (7.26) нельзя разрешить относительно того или другого аргументов, но имеется возможность его параметризировать, т.е. заменить:
 .                                      
(7.31)
.                                      
(7.31)
Тогда:

 .
.
Откуда:
 .                                                  
(7.32)
.                                                  
(7.32)
Далее, последовательно интегрируя, находим:
  ,
,  и  т.д.
 и  т.д.
Снова получаем y, выраженный через параметр t, который вместе с (7.32) дает общее решение уравнения (7.26) в параметрической форме.
III. Уравнение вида:
 .                                       
(7.33)
.                                       
(7.33)
Замена  приводит (7.33) к уравнению второго
порядка:
 приводит (7.33) к уравнению второго
порядка:
 .                                            
(7.34)
.                                            
(7.34)
1) 
Положим, что уравнение (7.34)
можно разрешить относительно  :
:
 .                                               
(7.35)
.                                               
(7.35)
Умножив обе части последнего
равенства на  , получим:
, получим:
 или
 или  ,
,
откуда:
 .
.
Значит:
 .                                        
(7.36)
.                                        
(7.36)
После вычисления интеграла возможны следующие случаи:
а)  уравнение (7.36) можно
разрешить относительно z, т.е.   . Или по определению
производной
. Или по определению
производной  и  т.д.
 и  т.д.
б) если (7.36) нельзя разрешить относительно z, тогда:
 .
.
Интегрируя, находим:
 и 
т.д.
 и 
т.д. 
Интеграл уравнения будет в параметрической форме.
2) 
Если (7.34) нельзя разрешить
относительно  , но это уравнение имеет параметрическое
изображение:
, но это уравнение имеет параметрическое
изображение:
 ,
тогда
,
тогда

 ,
,
 .
. 
Тогда:
 ,
, 
т.е. задача свелась к интегрированию уравнения вида (7.26) (случай 3).
П р и м е р 4. Решить
уравнение   .
.
Р е ш е н и е. Умножаем на  :
:
 .
.
 ,
,        
 
  

 ,
т.е.
,
т.е.  .
.
Понизить порядок уравнения
 (7.37)
                                            (7.37)
можно в случаях, если: 1) уравнение явно не содержит искомой функции y; 2) уравнение не содержит явно независимой переменной x; 3) уравнение однородное относительно искомой функции и ее производных; 4) уравнение однородное относительно переменных и их дифференциалов; 5) левая часть уравнения есть полная производная по x какого-то дифференциального выражения (n-1)-го порядка и т.д. Рассмотрим некоторые из этих случаев.
1) Уравнение вида
 ,                                      
(7.38)
,                                      
(7.38)
которое не содержит  . Положив в (7.38)
. Положив в (7.38)  ,
будем иметь
,
будем иметь
 .                                           
(7.39)
.                                           
(7.39)
Порядок уравнения понизился на k единиц, и, если бы мы сумели найти общий интеграл уравнения (7.39), то имели бы:
 (7.40)
                                           (7.40)
или:
 ,                            
(7.41)
,                            
(7.41)
т.е. интегрируемый тип, рассмотренный в предыдущем параграфе. Зависимость (7.41) называют промежуточным интегралом уравнения (7.37).
П р и м е р. Решить уравнение 
 .
.
Р е ш е н и е. Это уравнение
вида (7.38). Понижающая замена  . Тогда уравнение
запишем
. Тогда уравнение
запишем   . Это уравнение с разделяющимися
переменными:
. Это уравнение с разделяющимися
переменными:
  

 ;
; 
 -
общее решение исходного уравнения,
-
общее решение исходного уравнения, 
где   -
произвольные постоянные.
 -
произвольные постоянные.
2) Уравнение (7.37) не содержит явно x, т.е. уравнение вида:
 .                                            
(7.42)
.                                            
(7.42)
Замена:


 ` и
т.д.
` и
т.д.
Подставив эти выражения последовательных производных в (7.42), получим уравнение (n-1)-го порядка:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.