- •Уравнение с разделяющимеся переменными
- •Однородные дифуравнения
- •Линейное уравнение первого порядка
- •Уравнение Бернулли.
- •Определение уравнения в полных дифференциалах
- •Дифуравнения второго порядка
- •Линейное однородное дифференциальное уравнение n-го порядка с постоянными коэффициентами
- •Структура решения линейного неоднородного уравнения
- •Вопрос 11. Определение частного решения линейного неоднородного диф. Уравнения 2-го порядка методом вариации произвольных постоянных(метод Лагранжа).
- •Вопрос 12.
- •Вопрос 13. Линейное неоднородное дифференциальное уравнение со специальной правой частью; нахождение его частного решения, когда правая часть равна
- •Вопрос 14. Нормальная система диф. Уравнений 1-го порядка; структура общего решения системы линейных однородных диф. Уравнений 1-го порядка.
- •Вопрос 15.Решение системы диф. Уравнений 1-го порядка методом вариации произвольных постоянных.
- •Вопрос 16
- •17. Квазилинейные дифференциальные уравнения в частных производных первого порядка; характеристики квазилинейного дифференциального уравнения.
- •Вопрос 18.Решение квазилинейного диф. Уравнения в частных производных 1-го порядка.
- •Вопрос 19
- •Вопрос 20. Понятие числового ряда
- •21.Сходимость числового ряда
- •22.Числовой ряд с положительными членами.
- •23.Признак Даламбера сходимости ряда
- •24. Знакопеременные ряды
- •25. Знакочередующиеся ряды
- •Вопрос 26. Ряды с функциональными числами. Точка сходимости и область сходимости
- •Вопрос 27.Понятие степенного ряда. Теорема Абеля. Интервал сходимости.
- •1. Основные понятия. Область сходимости.
- •28. Ряд Тейлора
- •29. Разложение элементарных функций в ряд Маклорена. Применение степенных рядов в приближенных вычислениях
- •30. Тригонометрическая система функций. Коэффициенты Фурье функции, формулы Фурье Тригонометрическая система
- •31. Вещественная форма ряда Фурье
- •32. Достаточное условия разложимости функции в ряд Фурье. Разложение в ряд Фурье четных и нечетных функций.
- •33. Разложение функции в ряд Фурье на отрезке произвольной длины
- •34. Ряд Фурье в комплексной форме
- •3 5. Интеграл Фурье как предельный случай ряда Фурье; вещественная форма интеграла Фурье
- •36. Интеграл Фурье в комплексной форме. Прямое и обратное преобразование Фурье.
- •37. Изображение функции по Лапласу. Простейшие свойства преобразования Лапаласа
- •38. Теоремы подобия, смещения и запаздывания операционного исчисления
- •39. Дифференцирование и интегрирование оригинала и изображения функции
- •40. Решение линейных дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами с помощью операционного исчисления
39. Дифференцирование и интегрирование оригинала и изображения функции
Дифференцирование оригинала
Если
-
оригинал, то
Если
-
оригинал, то
Интегрирование оригинала
Если
то
Дифференцирование изображения
Если
то
Интегрирование изображения
Если
-
оригинал, то
40. Решение линейных дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами с помощью операционного исчисления
Метод решения обыкновенных линейных дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами п-го порядка состоит в том, что, используя свойства линейности преобразования Лапласа, теорему единственности и теорему дифференцирования оригинала, от дифференциального уравнения переходим к алгебраическому уравнению относительно соответствующих изображений, которое называется операторным (операционным). Находя решение операторного уравнения, а затем его оригинал, тем самым находим решение задачи Коши для линейного дифференциального уравнения п-го порядка.
При решении дифференциальных уравнений иногда удобно применять формулу Дюамеля
Пусть требуется решить обыкновенное дифференциальное уравнение п-го порядка с постоянными коэффициентами.
,
при нулевых начальных условиях
,
где f(t) – оригинал.
(Заметим, что простой заменой искомой функции задачу с ненулевыми начальными условиями можно свести к задаче с нулевыми условиями.)
Рассмотрим вспомогательное линейное дифференциальное уравнение
при тех же нулевых начальных условиях.
Предположим,
что известно решение этого дифференциального
уравнения –
,
которое является оригиналом. Допустим,
что искомое решение уравнения (1) –
также
является оригиналом.
Для изображения введенных нами оригиналов используем обозначения:
,
,
.
Применяя к левой и правой частям уравнений D(y)=f(t) и D(y)=1 преобразование Лапласа с учетом нулевых начальных условий, придем к операторным уравнениям
,
.
Разделив первое из этих уравнений на второе, получим соотношение
.
Применив интеграл Дюамеля и используя свойства свертки, получим искомое решение y(t) в виде
или в виде
.
