Файл: Эльсгольц Л.Э. - Дифференциальные уравнения и вариационное исчисление.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 25.01.2021

Просмотров: 6426

Скачиваний: 38

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
background image

Л

.

Э

.

Эльсгольц

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ

УРАВНЕНИЯ

И

ВАРИАЦИОННОЕ

ИСЧИСЛЕНИЕ

ОГЛАВЛЕНИЕ

От

редакторов

серии

 8 

ЧАСТЬ

 I 

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ

УРАВНЕНИЯ

Введение

 9 

Глава

 1. 

Дифференциальные

уравнения

первого

порядка

 15 

§ 1. 

Уравнения

первого

порядка

разрешенные

относительно

производной

   15 

§ 2. 

Уравнения

с

разделяющимися

переменными

  

19 

§ 3. 

Уравнения

приводящиеся

к

уравнениям

с

разделяющимися

переменными

  

24 

§ 4. 

Линейные

уравнения

первого

порядка

  

27 

§ 5. 

Уравнения

в

полных

дифференциалах

  

32 

§ 6. 

Теоремы

существования

и

единственности

решения

уравнения

dy/dx=f

(

x,y

39 

§ 7. 

Приближенные

методы

интегрирования

уравнений

первого

порядка

  

61 

§ 8. 

Простейшие

типы

уравнений

не

разрешенных

относительно

производной

  

68 

§ 9. 

Теорема

существования

и

единственности

для

дифференциальных

уравнений

не

разрешенных

относительно

производной

Особые

решения

  

75 

Задачи

к

главе

 1 

82 

Глава

 2. 

Дифференциальные

уравнения

порядка

выше

первого

 85 

§ 1. 

Теорема

существования

и

единственности

для

дифференциального

уравнения

п

-

го

порядка

  

85 

§ 2. 

Простейшие

случаи

понижения

порядка

 87 

§ 3. 

Линейные

дифференциальные

уравнения

n

-

го

порядка

  

93 

§ 4. 

Линейные

однородные

уравнения

с

постоянными

коэффициентами

и

уравнения

Эйлера

  

107 

§ 5. 

Линейные

неоднородные

уравнения

 113 

§ 6. 

Линейные

неоднородные

уравнения

с

постоянными

коэффициентами

и

уравнения

Эйлера

  

124 

§ 7. 

Интегрирование

дифференциальных

уравнений

при

помощи

рядов

  

137 

§ 8. 

Метод

малого

параметра

и

его

применение

в

теории

квазилинейных

колебаний

  

147 

§ 9. 

Понятие

о

краевых

задачах

  

159 

Задачи

к

главе

 2 

165 

Глава

 3. 

Системы

дифференциальных

уравнений

  

168 

§ 1. 

Общие

понятия

  

168 

§ 2. 

Интегрирование

системы

дифференциальных

уравнений

путем

сведения

к

одному

уравнению

более

высокого

порядка

  

171 


background image

§ 3. 

Нахождение

интегрируемых

комбинаций

  

178 

§ 4. 

Системы

линейных

дифференциальных

уравнений

  

181 

§ 5. 

Системы

линейных

дифференциальных

уравнений

с

постоянными

коэффициентами

  

192 

§ 6. 

Приближенные

методы

интегрирования

систем

дифференциальных

уравнений

и

уравнений

n

-

го

порядка

199 

Задачи

к

главе

 3

201 

Глава

 4. 

Теория

устойчивости

  

203 

§ 1. 

Основные

понятия

 203 

§ 2. 

Простейшие

типы

точек

покоя

 206 

§ 3. 

Второй

метод

А

М

Ляпунова

  

215 

§ 4. 

Исследование

на

устойчивость

по

первому

приближению

  

221 

§ 5. 

Признаки

отрицательности

действительных

частей

всех

корней

многочлена

  

227 

§ 6. 

Случай

малого

коэффициента

при

производной

высшего

порядка

  

230 

§ 7. 

Устойчивость

при

постоянно

действующих

возмущениях

  

234 

Задачи

к

главе

 4 

238 

Глава

 5. 

Уравнения

в

частных

производных

первого

порядка

  

241 

§ 1. 

Основные

понятия

 241 

§ 2. 

Линейные

и

квазилинейные

уравнения

в

частных

производных

первого

порядка

  

243 

§ 3. 

Уравнения

Пфаффа

  

255 

§ 4. 

Нелинейные

уравнения

первого

порядка

 260 

Задачи

к

главе

 5

278 

ЧАСТЬ

 II 

ВАРИАЦИОННОЕ

ИСЧИСЛЕНИЕ

Введение

 280 

Глава

 6. 

Метод

вариаций

в

задачах

с

неподвижными

границами

 284 

§ 1. 

Вариация

и

ее

свойства

  

284 

§ 2. 

Уравнение

Эйлера

 292 

§ 3. 

Функционалы

вида

1

0

)

'

,...,

'

,

'

,

,...,

,

,

(

2

1

2

1

x

x

n

n

dx

y

y

y

y

y

y

x

F

305 

§ 4. 

Функционалы

зависящие

от

производных

более

высокого

порядка

  

308 

§ 5. 

Функционалы

зависящие

от

функций

нескольких

независимых

переменных

  

312 

§ 6. 

Вариационные

задачи

в

параметрической

форме

 317 

§ 7. 

Некоторые

приложения

  

320 

Задачи

к

главе

 6

324 

Глава

 7. 

Вариационные

задачи

с

подвижными

границами

и

некоторые

другие

задачи

  

327 

§ 1. 

Простейшая

задача

с

подвижными

границами

  

327 

§ 2. 

Задача

с

подвижными

границами

для

функционалов

вида

 334 


background image

1

0

)

'

,'

,

,

,

(

x

x

dx

z

y

z

y

x

F

§ 3. 

Экстремали

с

угловыми

точками

 338 

§ 4. 

Односторонние

вариации

 346 

Задача

к

главе

 7 

349 

Глава

 8. 

Достаточные

условия

экстремума

 351 

§ 1. 

Поле

экстремалей

  

351 

§ 2. 

Функция

E

(

x, y

p

y'

)

 357 

§ 3. 

Преобразование

уравнений

Эйлера

к

каноническому

виду

  

368 

Задачи

к

главе

 8

373 

Глава

 9. 

Вариационные

задачи

на

условный

экстремум

 375 

§ 1. 

Связи

вида

ϕ

(

x

,

 y

1

ь

 y

2

,...,

 y

n

)=0  

375 

§ 2. 

Связи

вида

ϕ

(

x

,

 y

1

ь

 y

2

,...,

 y

n

,

 y

'

1

ь

 y

'

2

,...,

 y

'

n

)=0 

382 

§ 3. 

Изопериметрические

задачи

 385 

Задачи

к

главе

 9 

393 

Глава

 10. 

Прямые

методы

в

вариационных

задачах

  

394 

§ 1. 

Прямые

методы

  

394 

§ 2. 

Конечно

-

разностный

метод

Эйлера

 395 

§ 3. 

Метод

Ритца

 397 

§ 4. 

Метод

Канторовича

 406 

Задачи

к

главе

 10

412 

Ответы

и

указания

к

задачам

 414 

Рекомендуемая

литература

  

421 

Предметный

указатель

  

422 

ПРЕДМЕТНЫЙ

УКАЗАТЕЛЬ

Асимптотически

устойчивое

решение

204 

Бернулли

уравнение

 30 

Бесселя

уравнение

 139 

— 

функции

 141—143 

Бигармоническое

уравнение

 317 

Близость

кривых

 285, 286 

Брахистохрона

 281, 304, 332, 364 

Вариации

постоянной

метод

 28 

Вариационная

задача

 281 

— — 

в

параметрической

форме

317—320 

— — 

на

условный

экстремум

 375— 

393 

— —, 

прямые

методы

решения

 394— 

413 

— — 

с

подвижными

границами

327—350 

Вариационное

исчисление

 281 

— —, 

основная

лемма

 295 

Вариационный

принцип

 281, 320 

Вариация

 284, 288, 289, 309, 313 

Вейерштрасса

функция

 359 

Векторная

линия

 245 

— 

поверхность

 244 

Взаимности

принцип

 388 

Влияния

функция

 123, 161 — 165 

Вронского

определитель

 97, 185 

Галеркина

метод

 410 

Гамильтона

 — 

Якоби

уравнение

 370 

Гамма

-

функция

 140 

Геодезическая

линия

 282, 381 

Голономные

связи

 382 

Граничная

задача

 13, 159 


background image

Грина

функция

 161 — 165 

Гурвица

теорема

 227 

Дикритический

узел

 211 

Динамическая

система

 170 

Дирихле

задача

 315 

Дифференциальное

уравнение

 9 

— — 

Бернулли

 30 

— — 

Бесселя

 139 

— — 

в

полных

дифференциалах

 32 

Дифференциальное

уравнение

в

частных

производных

 10 

— — — — — 

первого

порядка

 241— 

279 

— — 

высшего

порядка

 85—167 

— —, 

интеграл

 20 

— —

интегрирование

 10 

— —,— 

с

помощью

рядов

 137—146 

— — 

Клеро

 73 

— — 

Лагранжа

 73 

— — 

линейное

высшего

порядка

93—106, 113—124 

— — — 

неоднородное

с

постоянными

коэффициентами

124—136 

— — — 

однородное

с

постоянными

коэффициентами

 107—110 

— — — 

первого

порядка

 27 

— — —, 

фундаментальная

система

решений

 100 

— —, 

не

решенное

относительно

производной

 68 

— —, 

общее

решение

 15, 86 

— —, 

общий

интеграл

 20, 32 

— — 

обыкновенное

 10 

— — 

однородное

 25 

— —, 

операторный

метод

решения

129—136 

— —, 

особое

решение

 57, 78 

— —, 

периодические

решения

 143— 

146 

— —, 

порядок

 10 

— — 

Пфаффа

 255 

— —, 

решение

 10, 169 

— — 

Риккати

 31 

— — 

с

разделенными

переменными

19 

— — 

с

разделяющимися

переменными

 21 

— —, 

теорема

существования

и

единственности

решения

 39—

61, 75— 82, 85—87 

— — 

Эйлера

 110—113, 136 

Изоклины

 17 

Изопериметрическая

задача

 282, 317, 

385 

Изопериметрические

условия

 282,386 

Интеграл

дифференциального

уравнения

 20 

— 

первый

 89, 179 

— 

полный

 261 

Интегральная

кривая

 16, 169 

— — 

особая

 78 

—- 

поверхность

 261, 268 

Интегрируемая

комбинация

 178 

Интегрирующий

множитель

 35 

Канторовича

метод

 406—412 

Квазилинейное

уравнение

в

частных

производных

 243 

Клеро

уравнение

 73 

Ковалевской

теорема

 242 

Коши

задача

 13 

— 

метод

 121, 268 

Краевая

задача

 13, 159 

Лагранжа

уравнение

 73 

Лагранжа

 — 

Шарли

метод

 264 

Лагранжиан

 324 

Лапласа

уравнение

 315 

Лежандра

условие

 362 

Линейная

зависимость

 96, 185 

— 

система

дифференциальных

уравнений

 181—192 

— — — — 

с

постоянными

коэффициентами

 192—199 

Линейное

дифференциальное

уравнение

 27 

— — — 

в

частных

производных


background image

неоднородное

 243 

— — — — — — 

однородное

 243 

— — — 

высших

порядков

 93—106, 

113—124 

— — — 

с

постоянными

коэффициентами

 107—110, 

124—136 

— — —, 

фундаментальная

система

решений

 100 

Линейный

дифференциальный

оператор

 94—183 

— 

функционал

 287 

Липшица

условие

 40 

Ляпунова

второй

метод

 215 

— 

теорема

 215, 217 

— 

функция

 215 

Максимум

функционала

 289 

— — 

сильный

 290 

— — 

слабый

 290 

— — 

строгий

 289 

Малкина

теорема

 235 

Малого

параметра

метод

 147—158 

Метрическое

пространство

 48 

Минимум

функционала

 289 

Минимум

функционала

сильный

 290 

— — 

слабый

 290 

Наклон

поля

 351 

Наложения

принцип

 114, 189 

Начальная

задача

 13 

Неголономные

связи

 382 

Непрерывный

функционал

 285, 286 

Неустойчивое

решение

 204 

Неустойчивый

предельный

цикл

 226 

— 

узел

 208, 211 

— 

фокус

 209 

Общее

решение

дифференциального

уравнения

 15, 86 

Общий

интеграл

дифференциального

уравнения

 20 

Обыкновенное

дифференциальное

уравнение

 10 

Огибающая

 74 

Оператор

линейный

дифференциальный

 94, 183 

Операторный

метод

решения

дифференциальных

уравнений

129—136 

— 

многочлен

 129 

Определитель

Вронского

 97, 185 

Оптимальная

функция

 391 

Оптимальное

управление

 391 

Особая

интегральная

кривая

 78 

— 

точка

 57 

Особое

решение

дифференциального

уравнения

 57, 78 

Остроградского

уравнение

 314 

Остроградского

 — 

Гамильтона

принцип

 320 

Остроградского

 — 

Лиувилля

формула

 106 

Первого

приближения

система

уравнений

 221 

Первый

интеграл

 89, 179 

Периодические

решения

дифференциального

уравнения

143—146 

Периодичности

условия

 157 

Плотность

функции

Лагранжа

 324 

Покоя

точка

 171, 205 

Поле

собственное

 351 

— 

центральное

 351 

— 

экстремалей

 352 

Полная

интегрируемость

уравнения

Пфаффа

 256 

Полное

пространство

 48 

Полный

интеграл

 261 

Полуустойчивый

предельный

цикл

226 

Порядок

дифференциального

уравнения

 10 

Последовательных

приближений

метод

 199 

Предельный

цикл

 23, 226 

— — 

неустойчивый

 226 

— — 

полуустойчивый

 226 

— — 

устойчивый

 226