(причому необов'язково, щоб
всі співвідношення брали участь у цій комбінації). При цьому множники підбирають так, щоб знаменник дорівнював
нулю, а чисельник був повним диференціалом або ж знаменником не дорівнює нулю,
але чисельник був диференціалом тієї комбінації змінних, котрої виражається
знаменник.
Приклад.Проінтегрувати систему:
.
Розв'язання. Складаючи рівняння й віднімаючи з першого рівняння друге, одержимо відповідно:
Тобто одержали розв'язання системи:
,
.
Приклад.Проінтегрувати систему:
.
Розв'язання. Помножимо рівняння заданої системи на й
відповідно.
Тоді
.
Складаючи рівняння, одержуємо , або
, або
, або
, або
, або
й підставляємо в перше рівняння системи,
одержуємо:
;
;
;
;
.
Перші інтеграли системи:
.
Приклад. Проінтегрувати систему в симетричній формі:
.
Розв'язання. Тaк як , то
або
–
перший інтеграл. Із другого рівняння:
;
.
Ділимо на :
(1.72).
Тому що . Тоді (1.72) запишеться:
.
Перші інтеграли системи:
.
Приклад. Знайти загальний інтеграл системи:
.
Розв'язання. Запишемо систему в симетричній формі
– перший інтеграл. Використовуючи
властивість ряду рівних співвідношень, одержуємо
або
або
або
або
–
перший інтеграл системи.
Відповідь: .
Приклад. Розв’язати систему:
.
Розв'язання. Записуємо систему в симетричній формі:
або
.
Використовуючи властивість ряду рівних співвідношень одержуємо:
(1.73)
– перший інтеграл.
Звідси . Підставляючи в перше рівняння
системи, знаходимо:
або:
або з огляду на (1.73),
одержуємо – інтеграл системи.
Загальний інтеграл:
.
Приклад.Розв’язати
систему: .
Розв'язання. З перших двох співвідношень
–
перший інтеграл системи. Із другого рівняння
й з
огляду на, що
, одержуємо
, тобто
–
перший інтеграл. Загальний інтеграл:
.
Як було указане вище, система диференціальних рівнянь називається лінійної, якщо вона лінійна щодо всіх невідомих функцій й їхніх похідних. Система лінійних диференціальних рівнянь (1.5) у скалярній формі має вигляд
,
(1.74)
де й
– задані неперервні функції в інтервалі
. Якщо увести матрицю
порядку
й
- мірні вектори
й
, а саме:
,
,
,
,
то система (1.74) запишеться у векторній формі
.
(1.75)
Відповідно до дій над матрицями й рівності матриць маємо
,
,
,
звідки витікає, що векторне
рівняння (1.75) еквівалентно системі (1.74). Система (1.75) є неоднорідною
лінійною системою. Якщо всі
,
система є однорідною лінійною системою. Однорідна система у векторній
формі має вигляд
. (1.76)
Задача Коші для векторного рівняння (1.75) ставиться так: знайти розв'язання рівняння (1.75), якщо
,
(1.77)
де –
будь-яка точка інтервалу
, а
– будь-який заданий
- мірний вектор
.
Розв'язанням задачі (1.75) - (1.77) називається такий диференційований вектор
,
який задовольняє на рівнянню (1.75) і початковій умові (1.77).
Якщо всі функції й
в (1.75) неперервні на інтервалі
, то в досить малій околиці кожної точки
, де
,
виконані умови теореми існування й одиничності розв'язання задачі Коші й, отже,
через кожну таку точку проходить єдина інтегральна крива системи (1.75).
Дійсно, у цьому випадку праві частини системи (1.75) неперервні, і їхні
частинні похідні по кожному
обмежені, тому що ці
частинні похідні рівні неперервними на інтервалі
коефіцієнтам
.
Введемо в розгляд лінійний оператор рівністю
, тоді неоднорідне рівняння (1.75) запишеться
у вигляді:
,
(1.78)
а однорідне (1.76) у вигляді:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.