|
23.parametr kiritishning umumiy usuli. (3.6) tenglama quyidagi ko’rinishda bo’lsin.
F(x, )=0 (3.7)
Agar tenglamani y’ ga nisbatan yechish qiyin bo’lsa, u holda t parametr kiritish bilan (3.7) ikkita tenglamaga keltiriladi:
x=(t) va =(t)
dy= dx ekanligidan, dy =(t) ’(t)dt,
bundan
Demak, (3.7) tenglama yechimlari parametrik holda quyidagi ko’rinishda bo’ladi
x=(t)
Agar (3.7) x ga nisbatan yechilsa, ya’ni x=( ), u holda deyarli har doim =t deb parametr kiritish qulay. U holda
x=(t) dy= dx,
Misol. x=( )3- -1 tenglamani yechish uchun
=t deb belgilash kiritamiz. Natijada
x=t3-t-1
Bu erdan dy= dx=t(3t2-1), y=3t4/4-t2/2+C1
Demak,
sistema izlanayotgan integral chiziqning parametrik formasini ifodalaydi.
(3.6) quyidagi ko’rinishda bo’lsin.
F(y, )=0 (3.8)
Agar tenglamani ga nisbatan yechish qiyin bo’lsa, quyidagicha parametr kiritamiz: ó=(t), y’=(t)
Bu erdan dy= dx bo’lganligidan dx=dy/ =’(t)dt/(t), b demak,
izlanayotgan integral chiziqning parametrik tenglamasidir.
Xususiy holda, (3.8) tenglamani y ga nisbatan yechish mumkin bo’lsa, parametr deb olish qulay:
y=( ) da =t belgilash kiritsak y=(t),
dx=dy/ =’(t)/t dt
24.Lagranj tenglamasi. Lagranj tenglamasi deb
y=x ( )+( ) (3.9)
ko’rinishdagi tenglamaga aytiladi.
Bu tenglama ham parametr kiritish bilan sodda integrallanadi:
= deb,
y=x()+()
tenglamani hosil qilamiz. Bu tenglamani x ga nisbatan differensiallab
(3.10)
Hosil bo’lgan tenglama x() va dx/d ga nisbatan chiziqli tenglamadir. Uni yechib F(x, ,c)=0 ni hosil qilamiz. Demak, Lagranj tenglamasini yechimi
parametrik ko’rinishda bo’ladi.
(3.10) tenglamani hosil qilishda deb qaralgan edi. Demak, bunda =const yechimlar, agar ular mavjud bo’lsa, yo’qotilgan edi. =const bo’lsa, u holda (3.101) tenglama faqat , bo’lganda bajariladi.
Demak, agar tenglama haqiqiy r=ri ildizlarga ega bo’lsa, yuqoridagi yechimlarga yana
y=x ()+(), =i
yechimlarni ham qo’shish kerak bo’ladi.
25klero tenglamasi. Lagranj tenglamasi deb
y=x ( )+( ) (3.9)
ko’rinishdagi tenglamaga aytiladi.
Bu tenglama ham parametr kiritish bilan sodda integrallanadi:
= deb,
y=x()+()
tenglamani hosil qilamiz. Bu tenglamani x ga nisbatan differensiallab
(3.10)
Hosil bo’lgan tenglama x() va dx/d ga nisbatan chiziqli tenglamadir. Uni yechib F(x, ,c)=0 ni hosil qilamiz. Demak, Lagranj tenglamasini yechimi
parametrik ko’rinishda bo’ladi.
(3.10) tenglamani hosil qilishda deb qaralgan edi. Demak, bunda =const yechimlar, agar ular mavjud bo’lsa, yo’qotilgan edi. =const bo’lsa, u holda (3.101) tenglama faqat , bo’lganda bajariladi.
Demak, agar tenglama haqiqiy r=ri ildizlarga ega bo’lsa, yuqoridagi yechimlarga yana
y=x ()+(), =i
yechimlarni ham qo’shish kerak bo’ladi.
26.egri chiziqlar oilasini diffrensial tenglamasini tuzish. Egri chiziqlar oilasi: (1)
(1) oilaning egri chizig’iga o’tkazilgan urinmaning burchak koeffitsienti: (2)
O’ramani topish uchun:
(3)
1-m i s o l. tenglama markazlari o’qida joylashgan R radiusli aylanalar oilasini beradi. Bu oilaning o’ramalari va to’g’ri chiziqlardir (1-rasmga qarang).
2-m i s o l. aylanalar oilasining o’ramasini (6) sistema yordamida aniqlang.
Yechish. Oila tenglamasini S bo’yicha differentsiallaylik:
.
U holda (6) sistema bu misol uchun quyidagicha bo’ladi:
Bu sistemadan S ni yo’qotsak:
yoki
hosil bo’ladi. Shu natijaga biz boshqa usul bilan kelgan edik. Ma’lumki, bu o’rama edi. Bu yerda ham aylana statsionar nuqtalarga ega bo’lmagani uchun - o’rama tenglamasi, degan xulosaga kelamiz.
3 - m i s o l . yarimkubik parabolalar oilasining o’ramasini toping.
Yechish. Berilgan tenglamani S parametr bo’yicha differentsiallaymiz:
.
Bundan S ni topib, oila tenglamasiga qo’ysak:
bo’ladi. Bu o’qining tenglamasi. Uni o’ramani yoki statsionar nuqtalarning geometrik o’rni ekanligiga ishonch hosil qilish uchun berilgan oilaning statsionar nuqtalarini topaylik. Buning uchun berilgan tenglamani va bo’yicha differensiallaylik:
Bundan , ekanligikelibchiqadi. Sgaharxilqiymatlarbersak, statsionarnuqtalar o’qini to’lg’izadi, ya’ni o’qi statsionar nuqtalarning geometrik o’rni ekan (124-rasmga qarang).
27.maxsus yechimlar va ularning mavjudligi. Berilgan
(1)
differentsial tenglama
(2)
umumiy integralga ega bo’lsin.
Faraz qilaylik, (2) umumiy integralga mos keluvchi umumiy egri chiziqlar oilasi o’ramaga ega bo’lsin. Bu o’rama (1) differentsial tenglamaning integral egri chizig’i bo’lishini ko’rsatamiz.
Haqiqatan, o’rama o’zining har bir nuqtasida oilaning biror egri chizig’iga urinadi, ya’ni u bilan umumiy urinmaga ega bo’ladi. Demak, har bir umumiy nuqtada o’rama va egri chiziq miqdorlarning bir xil qiymatlariga ega bo’ladi. Lekin oilaning egri chizig’i uchun sonlar (1) tenglamani qanoatlantiradi. Shu sababli, o’ramaning har bir nuqtasini abtsissasi, ordinatasi va burchak koeffitsienti (1) tenglamani qanoatlantirishi shart. Bu - o’rama integral chiziq, uning tenglamasi esa differentsial tenglamaning yechimi ekanligini bildiradi.
Lekin o’z navbatida o’rama, umuman aytganda, integral yechimlar oilaning vakili emas, shu sababli, u umumiy integraldan C ning biror xususiy qiymati orqali topilmaydi.
Ta’rif. Differentsial tenglamaning umumiy yechimidan C ning birorta ham qiymati orqali topib bo’lmaydigan va grafigi umumiy yechimga kiruvchi integral egri chiziqlar oilasining o’ramasi bo’lgan yechimi differentsial tenglamaning "maxsus yechimi", deb ataladi.
Faraz qilaylik, (2) umumiy integral berilgan bo’lsin. Undan va tenglamadan S parametrni yo’qotib, tenglamaga kelamiz. Agar bu funktsiya (1) ni qanoatlantirsa-yu, lekin (2) yechimlar oilasiga tegishli bo’lmasa, u holda ta’rifga ko’ra, bu funktsiya maxsus integral bo’ladi.
Shuni ta’kidlash lozimki, maxsus yechimni ifodalovchi egri chiziqning har bir nuqtasidan kamida ikkita integral egri chiziq o’tadi, ya’ni maxsus yechimning har bir nuqtasida differentsial tenglamaning yechimini yagonaligi buzilyapti.
Shuning uchun yechimning yagonaligi buziladigan nuqtalar "maxsus nuqtalar" deb ataladi. Demak, maxsus yechim maxsus nuqtalardan iborat ekan.
28.yuqori tartibli diffrensial tenglamalar haqida tushuncha.Asosiy tushunchalar.
Do'stlaringiz bilan baham: |
