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
18010
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: 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