Решение дифференциальных уравнений с разделяющимися переменными

Содержание

Слайд 2

Дифференциальным уравнением (ДУ) называется уравнение, содержащее производные от искомой функции или её

Дифференциальным уравнением (ДУ) называется уравнение, содержащее производные от искомой функции или её дифференциалы. или
дифференциалы.


или

Слайд 3

Примеры ДУ:


Примеры ДУ:

Слайд 4

Наивысший порядок производной, входящей в уравнение, называется порядком ДУ.
Решением ДУ называется такая

Наивысший порядок производной, входящей в уравнение, называется порядком ДУ. Решением ДУ называется
функция, подстановка которой в уравнение обращает его в тождество (верное равенство).

 

- решение ДУ

 

 

 

 

Слайд 5

Пример: Показать, что данная функция является решением ДУ

Т.о. функции вида являются решениями

Пример: Показать, что данная функция является решением ДУ Т.о. функции вида являются
данного ДУ при любом выборе постоянных С1 и С2:

Слайд 6

Дифференциальные уравнения I порядка

Дифференциальные уравнения I порядка

Слайд 7

Общим решением ДУ I порядка называется функция , которая зависит от одного

Общим решением ДУ I порядка называется функция , которая зависит от одного
произвольного постоянного С.



или

или

(неявный вид)

ДУ I порядка имеет вид

Слайд 8

Частным решением ДУ I порядка называется любая функция полученная из общего решения

Частным решением ДУ I порядка называется любая функция полученная из общего решения
при конкретном значении постоянной С=С0.



или

(неявный вид)

Слайд 9

Пример: ДУ:





-общее решение

частные решения

Пример: ДУ: -общее решение частные решения

Слайд 10

Геометрически:

Общее решение ДУ есть семейство интегральных кривых на плоскости Оху;
Частное решение ДУ

Геометрически: Общее решение ДУ есть семейство интегральных кривых на плоскости Оху; Частное
-одна кривая этого семейства, проходящая через точку

-общее решение

х

у

-частное решение

(х0, у0)

Слайд 11

Задача отыскания конкретного частного решения данного ДУ по начальным данным называется задачей

Задача отыскания конкретного частного решения данного ДУ по начальным данным называется задачей
Коши (Cauchy).




или

Условие при х=х0, такое что функция у равна заданному числу у0 называется начальным условием.

Слайд 12

Пример: Решить задачу Коши:





-общее решение

Подставим в общее решение начальные условия:


-частное решение

х

у

Пример: Решить задачу Коши: -общее решение Подставим в общее решение начальные условия: -частное решение х у

Слайд 13

1. ДУ I порядка с разделёнными переменными

Если каждая часть ДУ представляет собой

1. ДУ I порядка с разделёнными переменными Если каждая часть ДУ представляет
произведение некоторого выражения, зависящего от одной переменной, на дифференциал этой переменной, то говорят, что переменные в этом уравнении разделены.
В этом случае уравнение достаточно проинтегрировать:

Слайд 14

Пример: Решить ДУ







С

общее решение:

или

Геометрически: получили семейство концентрических окружностей с центром в

Пример: Решить ДУ С общее решение: или Геометрически: получили семейство концентрических окружностей
начале координат и радиусом С.

С

х

у

0

Слайд 15

2. ДУ I порядка с разделяющимися переменными

Уравнения, в которых переменные разделяются, называются

2. ДУ I порядка с разделяющимися переменными Уравнения, в которых переменные разделяются,
ДУ с разделяющимися переменными.

где

некоторые функции.

Слайд 16

Пример: Найти общее и частное решение ДУ








Пример: Найти общее и частное решение ДУ ⇒

Слайд 17

Итак, общее решение ДУ:

2) Найдём частное решение ДУ, если

Подставим эти

Итак, общее решение ДУ: 2) Найдём частное решение ДУ, если Подставим эти
начальные условия в общее решение ДУ и найдем С:

- частное решение ДУ.


Ответ: общее решение
частное решение

Слайд 18

Геометрически:

х

у

общее решение
частное решение

у = 2х

(5;10)

Геометрически: х у общее решение частное решение у = 2х (5;10)

Слайд 19

Пример: Решить задачу Коши

Пример: Решить задачу Коши
Имя файла: Решение-дифференциальных-уравнений-с-разделяющимися-переменными.pptx
Количество просмотров: 38
Количество скачиваний: 0