Файл: Задача для дифференциального уравнения nго порядка.docx
Добавлен: 06.11.2023
Просмотров: 28
Скачиваний: 4
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Вопросы
-
Задача, приводящая к понятию дифференциального уравнения. -
Основные понятия о дифференциальных уравнениях -
Геометрическое истолкование задачи отыскания решения обыкновенного дифференциального уравнения первого порядка, разрешенного относительно производной. Поле направлений. Интегральные кривые. -
Постановка задачи Коши для обыкновенного дифференциального уравнения. -
Дифференциальные уравнения первого порядка с разделенными переменными. -
Дифференциальные уравнения первого порядка с разделяющимися переменными. -
Однородные дифференциальные уравнения первого порядка. -
Уравнения, приводящиеся к однородным. -
Линейные дифференциальные уравнения первого порядка. -
Уравнения Бернулли. -
Дифференциальные уравнения в полных дифференциалах. -
Интегрирующий множитель. -
Дифференциальные уравнения высших порядков, допускающие понижение порядка. -
Линейные однородные дифференциальные уравнения второго порядка с постоянными коэффициентами. -
Линейные неоднородные дифференциальные уравнения второго порядка с постоянными коэффициентами. -
Задачи Коши и краевая задача для дифференциального уравнения n-го порядка.
Билет 1. Задача, приводящая к диф.уравнениям
Многие задачи естествознания приводят к нахождению неизвестных функций, описывающих рассматриваемые явления или процессы, когда известны соотношения, связывающие между собой эти функции и их производные. Такие соотношения называются дифференциальными уравнениями. В качестве иллюстрации рассмотрим следующие примеры.
Допустим, что в каждый момент времени t известна скорость точки, движущейся по оси Ox , где f (t) – функция, непрерывная на
Кроме того, будем считать, что известна абсцисса x0 этой точки в некоторый определённый момент времени t = t0 . Требуется найти закон
движения точки, то есть зависимость абсциссы движущейся точки от времени.
Решение. Положение точки определяется одной координатой x и задача состоит в том, чтобы выразить
x как функцию от t . Принимая во внимание механический смысл первой производной, мы получим равенство
Как известно из интегрального исчисления
где верхний предел интеграла – переменный, нижний t0 есть некоторое фиксированное число из (a,b) , C – произвольная постоянная. Так как в
формулу (1.2) входит произвольная постоянная, то мы ещё не получили определённого закона движения точки.
Выделим из множества движений (1.2) то движение, при котором движущаяся точка занимает заданное положение x0 в заданный момент
времени t0 :
t0
x0 = ∫ f (t)dt +C С = x0 ,
t0
что вместе с (1.2) даёт искомый закон движения точки:
t
x(t) = ∫ f (t)dt + x0 (a < t < b) .
t0
Билет 2. Основные понятия о диф. Уравнениях
Билет 3. Геометрическое истолкование задачи отыскания решения обыкновенного дифференциального уравнения первого порядка, разрешенного относительно производной. Поле направлений. Интегральные кривые.
По́ле направле́ний — геометрическая интерпретация множества линейных элементов, соответствующих системе обыкновенных дифференциальных уравнений.
Любая интегральная кривая системы обыкновенных дифференциальных уравнений в каждой своей точке касается отвечающего этой точке направления поля, и любая кривая, обладающая этим свойством, является интегральной кривой системы.
Интегральная кривая - это график решения дифференциального уравнения.
Кривой данный график называется, так как он изображает функцию от скалярной пер-менной.
Билет 4. Постановка задачи коши для обыкновенного дифференциального уравнения
Билет 5. Диф. Уравнения первого порядка с разделенными переменными
Билет 6. Диф. Уравнения первого порядка с разделяющимися переменными
Билет 7. Однородные дифференциальные уравнения первого порядка.
Билет 8. Уравнения, приводящиеся к однородным
Билет 9. Линейные ДУ первого порядка
Билет 10. Уравнение Бернулли.
Билет 11. ДУ в полных дифференциалах.
Билет 12. Интегрирующий множитель
Билет 13. ДУ высших порядков, допускающие понижение порядка.
Билет 14. Линейные однородные ДУ второго порядка с постоянными коэффициентами
Билет 15. . Линейные неоднородные ДУ второго порядка с постоянными коэффициентами
Билет 16. Задача Коши и краевая задача для ДУ n-го порядка.
Задача Коши:
Краевая задача: