1
4-Ma’ruza
Birinchi tartibli bir jinsli tenglamalar. Birinchi tartibli chiziqli differensial tenglamalar.
Bernulli tenglamasi. To’la differensialli tenglamalar.
Ma’ruza rejasi:
1. Birinchi tartibli bir jinsli tenglamalar.
2. Bir jinsliga keltiriladigan tenglamalar.
3. Birinchi tartibli chiziqli differensial tenglamalar.
4. Bernulli tenglamasi.
5. To’la differensialli tenglamalar.
Birinchi tartibli bir jinsli tenglamalar. Birinchi tartibli bir jinsli tenglamalar o’zgaruvchilari
ajraladigan tenglamaga keltiriladi.
1-Ta’rif. Agar
funksiyaning har bir argumenti ixtiyoriy o’zgarmasga
ko’paytirilganda funksiyaning o’zi
ifodaga ko’paytirilsa, ya’ni
tenglik o’rinli bo’lsa,
funksiya tartibli bir jinsli funksiya deb ataladi.
Masalan,
funksiya uchinchi tartibli bir jinsli funksiya bo’ladi,
chunki
2-Ta’rif. Agar
(1)
tenglamada
funksiya nolinchi tartibli bir jinsli funksiya bo’lsa, (10) tenglama bir jinsli
differensial tenglama deb ataladi.
(1) tenglamani
(2)
ko’rinishda yozish mumkinligini ko’rstamiz.
►Agar
nolinchi tartibli bir jinsli funksiya bo’lsa, ta’rifga ko’ra
tenglik o’rinli bo’ladi. Bu tenglikda
deb olsak
(
) (
) (
)
nisbatning funksiyasini hodil qildik.◄
(2) bir jinsli tenglama
(3)
𝑦
𝑔 (
𝑦
𝑥
)
2
almashtirish yordamida o’zgaruvchilari ajraladigan tenglamaga keltiriladi.
Haqiqattan ham,
va
ifodalarni (2) tenglamaga qo’ysak
tenglama hosil bo’ladi. Hosilaning boshqa belgilanishidan foydalansak,
o’zgaruvchilari ajraladigan tenglamani hosil qilamiz. Uning umumiy yechimini (yoki umumiy
integralini) topib, topilgan yechimda
o’zgauvchi o’rniga nisbatni qo’ysak, dastlabki
berilgan tenglamaning umumiy yechimini (integralni) topamiz.
1-Misol. Koshi masalasini yeching:
( (
))
►O’zgaruvchilarni almashtiramiz:
ularni berilgan tenglamaga qo’yamiz:
Uni ixhchamlab, o’zgaruvchilarni ajratamiz:
va integrallaymiz
Integrallarni topamiz:
| | | | yoki | |
bundan esa
tenglikni hosil qilamiz. Endi dastlabki
o’zgaruvchiga qaytamiz:
Natijada
berilgan differensial tenglamaning umumiy yechimini hosil qildik.
Boshlang’ich shartni inobatga olgan holda
o’zgarmasning qiymatini topamiz.
,
, ya’ni qidirilayotgan xususiy yechim
bo’ladi.◄
Bir jinsli tenglama ba’zan
(4)
3
differensial shaklda ham beriladi. Agar
va funksiyalar bir xil tartibli bir jinsli
funksiyalar bo’lsa (4) tenglama bir jinsli bo’ladi.
(4) tenglamani
ko’rinishda yozib olib, yuqoridagi almashtirishni bajarsak
(
) tenglamani hosil qilamiz.
2-Misol.
tenglamaning umumiy integralini toping.
►Tenglamani (1) ko’rinishda yozib olamiz:
O’ng tomondagi kasrning surat va maxrajini
ifodaga bo’lamiz
(
)
natijada (2) shakldagi tenglama hosil bo’ldi. (3) almashtirishni olamiz:
va ularni so’ngi tenglamaga qo’yamiz
Uni ixchamlab, o’zgaruvchilarni ajratsak
tenglamaga ega bo’lamiz.
Uni integrallasak
| |
yoki | |
tenglik hosil bo’ladi va dastlabki
o’zgaruvchiga qaytib, so’ngra ixchamlasak, berilgan
tenglamaning
umuiy integralini hosil qilamiz.◄