2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему
 
 Нелинейное ДУ 2-го порядка
Сообщение07.04.2015, 05:52 


18/03/15
21
День добрый.
Столкнулся с ДУ вида:

$k\cdot y''=\left(\frac{2\cdot y'}{\cos(2x)}\right)^2\cdot(y-\sin(2x))$,

где $k=\operatorname{const}, k>0$.

Частное решение очевидно: $y=\alpha\cdot\sin(2x)$, где $\alpha$ есть корень уравнения $\alpha^2-\alpha+\frac{k}{4}=0$, кроме того, уравнению удовлетворяет функция $y=\operatorname{const}$.

Неясно, что делать дальше. Понятно, что шанс получить общее решение в элементарных функциях нулевой (большой удачей бы посчитал выражение через известные спецфункции).

Попробовал провести тест Пенлеве - не проходит (если я правильно все сделал).
Попробовал покурить справочник Зайцева-Полянина - тоже без особого результата (возможно, слишком бегло смотрел). Буду благодарен за любые идеи, замены, комментарии.

 Профиль  
                  
 
 Re: Нелинейное ДУ 2-го порядка
Сообщение10.04.2015, 10:56 


18/03/15
21
Продвинулся сам. Замена независимой переменной $t=\sin(2x)$ с последующим преобразованием Лежандра позволяет получить однородное уравнение и, соответственно, понизить его порядок. Получится уравнение Абеля 2-го рода.

 Профиль  
                  
 
 Re: Нелинейное ДУ 2-го порядка
Сообщение14.04.2015, 04:20 


18/03/15
21
Кажется, я поторопился с выводами...
Замена $t=\sin(2x)$ приводит к:

$y''\cdot(1-t^2)-y'\cdot t=\frac{4}{k}\cdot y'^2\cdot(y-t)$

Далее, преобразование Лежандра $t=\omega'_z$, $y=z\cdot\omega'_z-\omega$
($\omega$ - новая неизвестная функция, $z$ - новая независимая переменная) в предположении $\omega''_z\ne 0$ приводит к уравнению

$\omega'^2+z\cdot\omega''\cdot\omega'+\frac{4}{k}\cdot z^2\cdot\omega''\cdot\left[(z-1)\cdot\omega'-\omega\right]=1$.

Единица в правой части портит всё. Слева стоит однородное по $\omega$, $\omega'$, $\omega''$ выражение, замена $\omega'=\omega\cdot u$, $\omega''=\omega\cdot(u^2+u')$ понижает порядок уравнения. При нулевой правой части получилось бы уравнение Абеля 2-го рода, причем интегрируемый случай.

Однако, я так понял, знание общего решения соответствующего однородного (в смысле нулевой правой части) уравнения не дает ничего (в случае нелинейности). Достаточно вспомнить решение уравнения $y''\cdot y=1$.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 3 ] 

Модераторы: Модераторы Математики, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group