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




 
 Об дифференциальных и интегральных характеристиках
Сообщение04.02.2012, 02:06 
Хочу задать этот вопрос именно в математическом (а не физическом) разделе, поскольку физическая суть задачи мне понятна, а не понятна именно математическая.

Задача: Есть неоднородный стержень длиной $l$, скорость возрастания линейной плотности вдоль стержня постоянна, и равна $k$. На одном из концов, плотность равна нулю. Найти массу стержня.

Задача легко решается.
Направим ось $x$ вдоль стержня, так, чтобы при $x=0$? $\rho=0$.
Линейная плотность по определению $$\rho=\dfrac{dm}{dx}, \eqno(1)$$ где $dm$ - элемент массы стержня.
Из условия, имеем дифур $$\dfrac{d\rho}{dx}=k.\eqno(2)$$
Интегрируем, получаем $\rho(x)=k \cdot x + C.$ Определяем константу из граничных условий $\rho(0)=k \cdot 0 + C=0$, откуда $C=0$. Имеем уравнения для $$\rho(x)=kx\eqno(3)$$
Найде массу. Из определения $\rho$ (1), имеем $$kx=\dfrac{dm}{dx}.\eqno(4)$$
Итегрируем (4), имеем: $$\int^M_0 dm = k \int^l_0 xdx,$$ или окончательно $$M=\dfrac{kl^2}{2}.$$ Задача решена.

А теперь вопрос.
Является ли уравнение (4) дифференциальным?
С одной стороны, вроде как нет, и вот почему: решением дифура есть функция, тогда как если бы (4) было дифуром, то решением была бы функция $m(x)$, т.е. масса в точке $x$, что абсурдно.
Но с другой стороны, вроде как да: мы можем тракторать величину $m(x)$ -масса куска стержня до точки $x$.
Понятно, что в данном примере масса, это интегральная характеристика, а плотность $\rho$ - дифференциальная. Но меня интересует вопрос в общем случае.
Есть ли в математике какя-то особая классификация для дифференциальных и интегральных величин и/или дифуров, в которые они входят?

 
 
 [ 1 сообщение ] 


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