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


Посмотреть правила форума



Начать новую тему Ответить на тему
 
 Правомерность использования интегрирующего множителя
Сообщение14.06.2016, 11:28 


25/01/16

69
На одном из математических ресурсов наткнулся на достаточно простой шаблон решения линейных ДУ, который представлен как "Метод с использованием интегрирующего множителя". Опишу сам способ.
Если линейное дифференциальное уравнение записано в стандартной форме: $$y'+p(x)y=q(x),$$ то интегрирующий множитель определяется формулой: $$u\left( x \right) = \exp \left( {\int {p\left( x \right)dx} } \right).$$ Тогда общее решение ДУ выражается в виде:
$$y = \frac{{\int {u\left( x \right)q\left( x \right)dx}  + C}}{{u\left( x \right)}}.$$ Шаблона именно в таком виде я нигде не встречал (в классических пособиях по диффурам такого нет). Насколько мне известно, интегрирующий множитель применяется при решении ДУ в полных дифференциалах.

Однако это мельком схоже с классическим шаблоном-результатом метода Лагранжа ВПП, где сначала находится общее решение линейного однородного уравнения ($y= C \exp \left( {\int {p\left( x \right)dx} } \right)$) и после незамысловатых операций общее решение НДУ получается $$y=\left(\int q\left(x\right)e^{-\int p\left(x\right)dx}dx+C\right)e^{\int p\left(x\right)dx}$$.Вопрос у меня такой: если данный "метод с использованием интегрирующего множителя" корректен (ответы везде сходятся), я хотел бы как можно подробнее узнать о нем.
Спасибо.

 Профиль  
                  
 
 Re: Правомерность использования интегрирующего множителя
Сообщение14.06.2016, 12:15 
Заслуженный участник


29/08/13
287
Уравнение $y' + p(x)y = q(x)$ сводим к $dy + (p(x)y - q(x))dx = 0$.

Эта штука и правда интегрирующий множитель:
$u(x)dy + u(x)(p(x)y - q(x))dx = dF$, где, например,
$F(x, y) = u(x)\cdot y - \int {\bigl(u(x)\cdot q(x)\bigr) dx}$.

Отсюда и вид решения. Наверно, он не очень популярен для линейных уравнений из-за того, что его не обобщишь особо на уравнения старших порядков, в отличие от стандартного подхода.

 Профиль  
                  
 
 Re: Правомерность использования интегрирующего множителя
Сообщение14.06.2016, 12:27 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


23/07/05
18016
Москва
GevorgyanH1 в сообщении #1131459 писал(а):
Насколько мне известно, интегрирующий множитель применяется при решении ДУ в полных дифференциалах.
Насколько мне известно, как раз при решении дифференциальных уравнений в полных дифференциалах этот метод не применяется за ненадобностью. Применяется он для решения других дифференциальных уравнений. И как раз для того, чтобы из заданного уравнения сделать уравнение в полных дифференциалах.

GevorgyanH1 в сообщении #1131459 писал(а):
Шаблона именно в таком виде я нигде не встречал (в классических пособиях по диффурам такого нет).
Нет ввиду ненадобности: линейное дифференциальное уравнение и без него легко решается разными способами.

GevorgyanH1 в сообщении #1131459 писал(а):
если данный "метод с использованием интегрирующего множителя" корректен (ответы везде сходятся), я хотел бы как можно подробнее узнать о нем.
Ну, берёте учебник по обыкновенным дифференциальным уравнениям и изучаете.

Н. М. Матвеев. Методы интегрирования обыкновенных дифференциальных уравнений. "Высшая школа", Москва, 1967.
В. В. Степанов. Курс дифференциальных уравнений. "Государственное издательство физико-математической литературы", Москва, 1958.

 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: Mikhail_K


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