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


Правила форума


В этом разделе нельзя создавать новые темы.

Если Вы хотите задать новый вопрос, то не дописывайте его в существующую тему, а создайте новую в корневом разделе "Помогите решить/разобраться (М)".

Если Вы зададите новый вопрос в существующей теме, то в случае нарушения оформления или других правил форума Ваше сообщение и все ответы на него могут быть удалены без предупреждения.

Не ищите на этом форуме халяву, правила запрещают участникам публиковать готовые решения стандартных учебных задач. Автор вопроса обязан привести свои попытки решения и указать конкретные затруднения.

Обязательно просмотрите тему Правила данного раздела, иначе Ваша тема может быть удалена или перемещена в Карантин, а Вы так и не узнаете, почему.



Начать новую тему Ответить на тему На страницу 1, 2  След.
 
 Найти общее решение однородного дифф. уравнения 2-го порядка
Сообщение18.10.2014, 21:54 


14/11/13
244
Требуется найти общее решение однородного дифф. уравнения 2-го порядка:
$a_0(x)y''+a_1(x)y'=0$
где $a_0,a_1\in\ C[a,b]$ и $a_0(x) \not= 0$ на $[a,b]$. Указать какую-либо его ФСР.


Из теоремы Коши следует, что при непрерывности функций $a_0(x), $a_1(x)$ в окрестности т. $x_0 уравнение имеет в окрестности т. $x_0$ единственное решение и если $y_1(x)$ и $y_2(x)$ - решения, то и их линейная комбинация $y=c_1y_1+c_2y_2$ тоже будут решениями.
То есть чтобы найти ФСР надо найти какие либо частные решения. Но как это сделать, если у нас получается что коэффициент при $y''$ не константа, а функция от $x$. В интернете нашел только решения подобных уравнений, когда при $y''$ и при $y'$ какая либо константа. Помогите, пожалуйста, с чего начать...

 Профиль  
                  
 
 Re: Найти общее решение однородного дифф. уравнения 2-го порядка
Сообщение18.10.2014, 22:01 
Заслуженный участник


09/05/13
8904
∞⠀⠀⠀⠀
Не надо искать частные решения и ФСР. Берите и решайте уравнение сразу.
Если очень трудно представить, как это - напишите на место коэффициентов при производных любые конкретные функции. Синус и косинус, например.

 Профиль  
                  
 
 Re: Найти общее решение однородного дифф. уравнения 2-го порядка
Сообщение18.10.2014, 22:27 
Заслуженный участник


25/02/08
2961
Понижайте порядок, делов то.

 Профиль  
                  
 
 Re: Найти общее решение однородного дифф. уравнения 2-го порядка
Сообщение18.10.2014, 22:46 


14/11/13
244
Ms-dos4 в сообщении #920413 писал(а):
Понижайте порядок, делов то.

Да, пробовал так:
$y'=\frac{dy}{dx}=p$
$y''=\frac{dp}{dy}\frac{dy}{dx}=p\frac{dp}{dy}$
Тогда
$a_0p\frac{dp}{dy}+a_1p=0$

$p=0$ - решение, а значит $y=C$ -решение

$a_0\frac{dp}{dy}+a_1=0$
$\frac{dy}{dp}=p'=-\frac{a_0(x)}{a_1(x)}$

Тогда $y'=p= - \int \frac{a_0(x)}{a_1(x)}$

А как тогда дальше действовать? Мы же не знаем конкретных функций...

 Профиль  
                  
 
 Re: Найти общее решение однородного дифф. уравнения 2-го порядка
Сообщение18.10.2014, 22:51 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


18/12/10
1600
spb
У вас как-то странно. $p = p(x)$

 Профиль  
                  
 
 Re: Найти общее решение однородного дифф. уравнения 2-го порядка
Сообщение18.10.2014, 23:05 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


23/07/05
17988
Москва
SlayZar в сообщении #920419 писал(а):
$y'=\frac{dy}{dx}=p$
$y''=\frac{dp}{dy}\frac{dy}{dx}=p\frac{dp}{dy}$
Нет, это в данном случае нельзя. Если бы уравнение не содержало $x$, тогда конечно. Но в данном случае оно $x$ содержит. Но зато не содержит… Чего?

 Профиль  
                  
 
 Re: Найти общее решение однородного дифф. уравнения 2-го порядка
Сообщение18.10.2014, 23:18 


14/11/13
244
Someone в сообщении #920422 писал(а):
SlayZar в сообщении #920419 писал(а):
$y'=\frac{dy}{dx}=p$
$y''=\frac{dp}{dy}\frac{dy}{dx}=p\frac{dp}{dy}$
Нет, это в данном случае нельзя. Если бы уравнение не содержало $x$, тогда конечно. Но в данном случае оно $x$ содержит. Но зато не содержит… Чего?

Не содержит $y$
То есть можем сделать замену $y=p(x)$
Тогда $\frac{dp}{dx}=-\frac{a_1}{a_0}p$

$\frac{dp}{p}=-\frac{a_1}{a_0}dx$

$y=p=-e^\(\int \frac{a_1}{a_0}dx$
Это верно?

 Профиль  
                  
 
 Re: Найти общее решение однородного дифф. уравнения 2-го порядка
Сообщение18.10.2014, 23:25 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


23/07/05
17988
Москва
SlayZar в сообщении #920424 писал(а):
То есть можем сделать замену $y=p(x)$
Вы здесь ничего не пропустили? Просто заменять букву $y$ на букву $p$ как-то не интересно.

 Профиль  
                  
 
 Re: Найти общее решение однородного дифф. уравнения 2-го порядка
Сообщение18.10.2014, 23:26 
Заслуженный участник


25/02/08
2961
Нифига так себе. Замена $\[y = p(x)\]$ вообще ничего не даёт, даже по здравому смыслу. Нужна замена $\[y' = p(x)\]$ (вы кстати по ней и написали "решение", а вот ответ опять по неверной). Так что исправьте. И константу кстати куда дели?

 Профиль  
                  
 
 Re: Найти общее решение однородного дифф. уравнения 2-го порядка
Сообщение18.10.2014, 23:26 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


23/07/05
17988
Москва
SlayZar в сообщении #920424 писал(а):
$\frac{dp}{p}=-\frac{a_1}{a_0}dx$

$y=p=-e^\(\int \frac{a_1}{a_0}dx$
Это верно?
Вы куда "минус" поместили? И где произвольная постоянная?

 Профиль  
                  
 
 Re: Найти общее решение однородного дифф. уравнения 2-го порядка
Сообщение18.10.2014, 23:35 


14/11/13
244
Да, конечно же имелась ввиду замена $y'=p$
тогда получаем $y`= p = e^\(-\int \frac{a_1}{a_0}dx$+C
$y=\int e^\(-\int \frac{a_1}{a_0}dx$$ +C$

Так?

 Профиль  
                  
 
 Re: Найти общее решение однородного дифф. уравнения 2-го порядка
Сообщение18.10.2014, 23:43 
Заслуженный участник


25/02/08
2961
SlayZar
Опять нифига так себе. Вторая константа где? (А точнее первая, которая попадает как множитель перед экспонентой). Ну и где дифференциал то у второго интеграла?

 Профиль  
                  
 
 Re: Найти общее решение однородного дифф. уравнения 2-го порядка
Сообщение18.10.2014, 23:49 


14/11/13
244
Да, точно,
Тогда получаем $y=\int $С$_1e^\(-\int \frac{a_1}{a_0}dx$$dx +C_2$

 Профиль  
                  
 
 Re: Найти общее решение однородного дифф. уравнения 2-го порядка
Сообщение18.10.2014, 23:53 
Заслуженный участник


25/02/08
2961
SlayZar
Да, так

 Профиль  
                  
 
 Re: Найти общее решение однородного дифф. уравнения 2-го порядка
Сообщение18.10.2014, 23:56 


14/11/13
244
Ms-dos4
Спасибо за помощь)

-- 19.10.2014, 01:02 --

Тут еще требовалось указать какую-либо ФСР. Мы можем просто взять $y=\int e^\(-\int \frac{a_1}{a_0}dx$$dx$ ?

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 19 ]  На страницу 1, 2  След.

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