- Дифференциальные уравнения онлайн
- Классификация дифференциальных уравнений
- График дифференциального уравнения онлайн
- Где можно решить любую задачу по математике, а так же график дифференциального уравнения онлайн Онлайн?
- Решение уравнений
- Методы решения уравнений
- Последние новости
- Постановка задачи о выделении решений. Теорема существования и единственности
- Решение уравнения Коши по математике
- Где можно решить уравнение Коши онлайн?
- Решение дифференциальных уравнений
- Что такое дифференциальные уравнения и как их решать
- Как решать дифференциальные уравнения
- Бесплатный онлайн калькулятор дифференциальных уравнений. Производная онлайн калькулятор.
- Решение линейных дифференциальных уравнений
Решение дифференциальных уравнений
Уравнение, связывающее независимую переменную, искомую функцию и некоторое количество ее производных, т.е. уравнение вида
F(x,y,y') = 0
называется обыкновенным дифференциальным уравнением n-го
порядка.
Например, решить дифференциальное уравнение онлайн: y''-2y+1=sinx
. Записываем как y''-2*y+1=sin(x)
. Для отображение хода решения нажмите Show steps или Step-by-step.
Если определить тип дифференциального уравнения, то решение будет доступно в :
типа y'+2*y=4*x
, x*y’-y=3*x^2-3
, ,
, либо задача Коши.
типа 2xydx+x2dy=0
, 2xydx=(x2-y2)dy
или с разделяющимися переменными.
типа y'+2xy=2xy3
, ,
xy’+2y+x5y3ex=0
типа y''+2*y-8=x
, 2*y''-3*y-8=x*cos(x)
.
: x3y''+x2y'=1
, (y')2+2yy''=0
.
при y = .
Способы решений дифференциальных уравнений
- Уравнения с разделяющимися переменными:
y'=ex+y
,xydx+(x+1)dy=0
- Однородные уравнения:
(y2-2xy)dx+x2dy=0
- Постановка задачи о выделении решений.
- Калькулятор
Линейные уравнения первого порядка
:y'+2y=4x
- Уравнения Бернулли:
y'+2xy=2xy3
, - Уравнения в полных дифференциалах:
2xydx+x2dy=0
,2xydx=(x2-y2)dy=0
. - Приближенные методы решения дифференциальных уравнений
- Уравнения высших порядков
- Уравнения, допускающие понижение порядка:
yy'''=y'y''
,(y')2+2yy''=0
- Линейные дифференциальные уравнения высших порядков
- Линейные дифференциальные уравнения с постоянными коэффициентами:
y''-3y'+2y=0
,y''-2y'+5y =ex
- Метод вариации произвольной постоянной решения линейных неоднородных уравнений
- Уравнения с правой частью специального вида
- Уравнения, допускающие понижение порядка:
- Системы дифференциальных уравнений:
Однородные системы линейных дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами:
Метод вариации произвольной постоянной
. Найти частное решение дифференциального уравнения y'+xy=x
, удовлетворяющего начальному условию y(0)=2.
Решение.
Данное дифференциальное уравнение – уравнение 1-го порядка, линейное относительно неизвестной функции y.
Применяя метод Бернулли для решения этого уравнения, сделаем замену y(x) = u(x)·v(x)
, где u(x) и v(x) – неизвестные функции, которые мы будем искать поочередно.
Согласно правилу дифференцирования произведения, имеем:
y′ = u′·v+u·v′.
Подставляя выражения для y и y’ в исходное уравнение, получим:
u′·v+u·v′ + x·u·v = x (*)
Отсюда
u′·v + (u·v′ + x·u·v) = x;
u′·v + u(v′ + x·v) = x;
Выражение в скобках зависит только от v(x). Будем искать v(x), исходя из условия:
v′ + x·v = 0.
Рассматривая это равенство как дифференциальное уравнение, найдём частное решение для v(x) методом разделения переменных:
; ;
Переходим к интегралу:
; ; .
Подставим найденную функцию v(x) в уравнение (*):
; .
Найдём теперь общее решение для неизвестной функции u(x):
.
Окончательно, имеем общее решение исходного дифференциального уравнения:
.
Теперь, используем данное начальное условие и найдём частное решение уравнения:
y(0) = c·e0+1 = c+1 = 2
Отсюда c=1,
Ответ: частное решение дифференциального уравнения имеет вид: .
Задать свои вопросы или оставить замечания можно внизу страницы в разделе .
Можно также оставить заявку на помощь в решении своих задач у наших проверенных партнеров (здесь или здесь).
График дифференциального уравнения онлайн
Вы искали график дифференциального уравнения онлайн? На нашем сайте вы можете получить ответ на любой математический вопрос здесь. Подробное
решение с описанием и пояснениями поможет вам разобраться даже с самой сложной задачей и диф уравнение онлайн, не
исключение. Мы поможем вам подготовиться к домашним работам, контрольным, олимпиадам, а так же к поступлению
в вуз.
И какой бы пример, какой бы запрос по математике вы не ввели — у нас уже есть решение.
Например, «график дифференциального уравнения онлайн».
Применение различных математических задач, калькуляторов, уравнений и функций широко распространено в нашей
жизни. Они используются во многих расчетах, строительстве сооружений и даже спорте. Математику человек
использовал еще в древности и с тех пор их применение только возрастает. Однако сейчас наука не стоит на
месте и мы можем наслаждаться плодами ее деятельности, такими, например, как онлайн-калькулятор, который
может решить задачи, такие, как график дифференциального уравнения онлайн,диф уравнение онлайн,диф уравнения онлайн,диф уравнения онлайн с подробным решением,дифур онлайн,дифуры онлайн,дифуры онлайн с решением,дифф уравнения онлайн,дифференциальное уравнение калькулятор онлайн,дифференциальное уравнение онлайн,дифференциальное уравнение онлайн калькулятор,дифференциальное уравнение онлайн решение,дифференциальное уравнение онлайн с подробным решением,дифференциальное уравнение первого порядка онлайн,дифференциальное уравнение решение онлайн,дифференциальные однородные уравнения онлайн,дифференциальные уравнения 1 порядка онлайн,дифференциальные уравнения 2 порядка онлайн,дифференциальные уравнения второго порядка онлайн,дифференциальные уравнения калькулятор,дифференциальные уравнения калькулятор онлайн,дифференциальные уравнения калькулятор онлайн с подробным,дифференциальные уравнения калькулятор онлайн с подробным решением,дифференциальные уравнения однородные онлайн,дифференциальные уравнения онлайн,дифференциальные уравнения онлайн второго порядка,дифференциальные уравнения онлайн калькулятор,дифференциальные уравнения онлайн калькулятор с подробным решением,дифференциальные уравнения онлайн однородные,дифференциальные уравнения онлайн первого порядка,дифференциальные уравнения онлайн решение,дифференциальные уравнения онлайн с подробным решением,дифференциальные уравнения онлайн с разделяющимися переменными онлайн,дифференциальные уравнения онлайн с решением,дифференциальные уравнения первого порядка калькулятор онлайн,дифференциальные уравнения первого порядка онлайн,дифференциальные уравнения первого порядка онлайн калькулятор,дифференциальные уравнения решение онлайн,дифференциальные уравнения с разделяющимися переменными калькулятор онлайн,дифференциальные уравнения с разделяющимися переменными онлайн,дифференциальные уравнения с разделяющимися переменными онлайн калькулятор,дифференциальные уравнения с разделяющимися переменными уравнения онлайн,дифференциальные уравнения с решением онлайн,дифференцированные уравнения онлайн,дифференцированные уравнения онлайн решение,диффуры онлайн,ду онлайн,ду онлайн решение,ду решить онлайн,задача коши для дифференциального уравнения онлайн,задача коши онлайн,задача коши онлайн для дифференциального уравнения,задача коши онлайн калькулятор,задача коши онлайн с подробным решением,изоклины онлайн,калькулятор диф уравнений,калькулятор диф уравнений онлайн,калькулятор дифференциалов онлайн,калькулятор дифференциальное уравнение онлайн,калькулятор дифференциальные уравнения,калькулятор дифференциальные уравнения с разделяющимися переменными онлайн,калькулятор дифференциальных уравнений,калькулятор дифференциальных уравнений онлайн,калькулятор дифференциальных уравнений онлайн с подробным решением,калькулятор дифференциальных уравнений с подробным решением,калькулятор дифференциальных уравнений с подробным решением онлайн,калькулятор онлайн дифференциальное уравнение,калькулятор онлайн дифференциальные уравнения,калькулятор онлайн дифференциальные уравнения с разделяющимися переменными,калькулятор онлайн дифференциальных уравнений,калькулятор онлайн задача коши,калькулятор онлайн решения дифференциальных уравнений,калькулятор решения дифференциальных уравнений онлайн,коши калькулятор онлайн,коши онлайн калькулятор,линейные дифференциальные уравнения первого порядка онлайн решение,метод изоклин онлайн калькулятор,найдите общее решение дифференциального уравнения онлайн,найдите частное решение дифференциального уравнения,найти дифференциал второго порядка онлайн,найти общее и частное решение дифференциального уравнения калькулятор,найти общее решение,найти общее решение дифференциального уравнения,найти общее решение дифференциального уравнения второго порядка онлайн,найти общее решение дифференциального уравнения калькулятор онлайн,найти общее решение дифференциального уравнения онлайн,найти общее решение дифференциального уравнения онлайн калькулятор,найти общее решение дифференциального уравнения онлайн с решением,найти общее решение дифференциального уравнения онлайн с решением онлайн,найти общее решение дифференциального уравнения первого порядка онлайн,найти общее решение уравнения,найти общее решение уравнения онлайн,найти общие интегралы дифференциальных уравнений онлайн,найти общий интеграл дифференциального уравнения калькулятор онлайн,найти общий интеграл дифференциального уравнения онлайн,найти общий интеграл дифференциального уравнения онлайн калькулятор,найти общий интеграл дифференциального уравнения онлайн с решением,найти решение дифференциального уравнения онлайн с решением,найти решение задачи коши онлайн,найти решение задачи коши онлайн с подробным решением,найти решение задачи коши онлайн с решением,найти частное решение дифференциального уравнения калькулятор,найти частное решение дифференциального уравнения калькулятор с решением,найти частные решения дифференциальных уравнений онлайн,общее решение дифференциального уравнения онлайн,общее решение найти,общий интеграл дифференциального уравнения онлайн,общий интеграл дифференциального уравнения онлайн калькулятор,однородные дифференциальные уравнения онлайн,однородные дифференциальные уравнения первого порядка онлайн,оду решение,онлайн диф уравнение,онлайн дифференциальное уравнение первого порядка,онлайн дифференциальные уравнения второго порядка,онлайн калькулятор диф уравнений,онлайн калькулятор дифференциальное уравнение,онлайн калькулятор дифференциальные уравнения с разделяющимися переменными,онлайн калькулятор дифференциальных уравнений,онлайн калькулятор дифференциальных уравнений с подробным решением,онлайн калькулятор задача коши,онлайн калькулятор коши,онлайн калькулятор решения дифференциальных уравнений,онлайн найти общее решение дифференциального уравнения первого порядка,онлайн решение диф уравнений,онлайн решение дифференциального уравнения,онлайн решение дифференциальное уравнение,онлайн решение дифференциальные уравнения,онлайн решение дифференциальных уравнений,онлайн решение дифференциальных уравнений 2 порядка,онлайн решение дифференциальных уравнений второго порядка,онлайн решение дифференциальных уравнений коши,онлайн решение дифференциальных уравнений первого порядка,онлайн решение дифференциальных уравнений с подробным решением,онлайн решение дифференциальных уравнений с разделяющимися переменными,онлайн решение дифференциальных уравнений с решением,онлайн решение ду 2 порядка,онлайн решение линейных дифференциальных уравнений,онлайн решение однородных дифференциальных уравнений,онлайн решение однородных уравнений,онлайн решение систем дифференциальных уравнений,онлайн решение системы дифференциальных уравнений,онлайн решение уравнение коши,онлайн решение уравнений коши онлайн,онлайн решение уравнений с разделяющимися переменными,онлайн решения дифференциальных уравнений,онлайн частное решение дифференциального уравнения,определить тип дифференциального уравнения онлайн,проинтегрировать дифференциальное уравнение онлайн,решение диф уравнений онлайн,решение диф уравнений онлайн с полным решением,решение дифуров онлайн,решение дифф уравнений онлайн,решение дифференциального уравнения онлайн,решение дифференциальное уравнение онлайн,решение дифференциальные уравнения онлайн,решение дифференциальных однородных уравнений первого порядка онлайн,решение дифференциальных систем уравнений онлайн,решение дифференциальных уравнений 2 порядка онлайн,решение дифференциальных уравнений второго порядка онлайн,решение дифференциальных уравнений второго порядка онлайн с решением,решение дифференциальных уравнений коши онлайн,решение дифференциальных уравнений онлайн,решение дифференциальных уравнений онлайн коши,решение дифференциальных уравнений онлайн с подробным решением,решение дифференциальных уравнений онлайн с разделяющимися переменными,решение дифференциальных уравнений онлайн с решением,решение дифференциальных уравнений онлайн с решением в полном виде,решение дифференциальных уравнений первого порядка онлайн,решение дифференциальных уравнений первого порядка онлайн с решением,решение дифференциальных уравнений с подробным решением онлайн,решение дифференциальных уравнений с разделяющимися переменными калькулятор,решение дифференциальных уравнений с разделяющимися переменными онлайн,решение дифференциальных уравнений с решением онлайн,решение ду 2 порядка онлайн,решение ду онлайн,решение ду онлайн с полным решением,решение задачи коши онлайн с подробным решением,решение линейных дифференциальных уравнений онлайн,решение однородных дифференциальных уравнений онлайн,решение однородных уравнений онлайн,решение онлайн дифференциального уравнения,решение онлайн дифференциальное уравнение,решение онлайн дифференциальных уравнений первого порядка,решение онлайн дифференциальных уравнений с разделяющимися переменными,решение онлайн линейных дифференциальных уравнений,решение онлайн уравнений с разделяющимися переменными,решение систем дифференциальных уравнений онлайн,решение системы дифференциальных уравнений онлайн,решение уравнение коши онлайн,решение уравнений с разделяющимися переменными онлайн,решения дифференциальных уравнений онлайн,решить диф уравнение онлайн,решить дифференциальное линейное уравнение онлайн,решить дифференциальное уравнение второго порядка онлайн с решением,решить дифференциальное уравнение онлайн,решить дифференциальное уравнение онлайн с подробным решением,решить дифференциальное уравнение онлайн с решением,решить дифференциальное уравнение первого порядка онлайн,решить дифференциальное уравнение первого порядка онлайн с решением,решить дифференциальное уравнение с разделяющимися переменными онлайн,решить дифференциальное уравнение с решением онлайн,решить ду,решить ду онлайн,решить задачу коши онлайн,решить задачу коши онлайн калькулятор с подробным решением,решить задачу коши онлайн с решением,решить линейное дифференциальное уравнение онлайн,решить однородное дифференциальное уравнение онлайн,решить онлайн дифференциальное уравнение,решить онлайн ду,решить онлайн задачу коши,решить онлайн линейное дифференциальное уравнение,решить онлайн уравнение в полных дифференциалах,решить систему дифференциальных уравнений онлайн,решить уравнение y x y,решить уравнение в полных дифференциалах онлайн,система дифференциальных уравнений онлайн,система дифференциальных уравнений онлайн калькулятор с решением,уравнение в полных дифференциалах решить онлайн,уравнение коши онлайн,уравнение коши решение онлайн,уравнения с разделяющимися переменными онлайн,уравнения с разделяющимися переменными онлайн калькулятор,частное решение дифференциального уравнения калькулятор,частное решение дифференциального уравнения онлайн. На этой странице вы найдёте калькулятор,
который поможет решить любой вопрос, в том числе и график дифференциального уравнения онлайн. Просто введите задачу в окошко и нажмите
«решить» здесь (например, диф уравнения онлайн).
Где можно решить любую задачу по математике, а так же график дифференциального уравнения онлайн Онлайн?
Решить задачу график дифференциального уравнения онлайн вы можете на нашем сайте https://pocketteacher.ru. Бесплатный
онлайн решатель позволит решить онлайн задачу любой сложности за считанные секунды. Все, что вам необходимо
сделать — это просто
ввести свои данные в решателе. Так же вы можете посмотреть видео инструкцию и узнать, как правильно ввести
вашу задачу на нашем сайте. А если у вас остались вопросы, то вы можете задать их в чате снизу слева на странице
калькулятора.
Наш искусственный интеллект решает сложные математические задания за секунды.
Мы решим вам контрольные, домашние задания, олимпиадные задачи с подробными шагами. Останется
только переписать в тетрадь!
Решение уравнений
Методы решения уравнений
Последние новости
Постановка задачи о выделении решений. Теорема существования и единственности
Решения дифференциального уравнения y’ = f(x,y) зависят от константы u, следовательно, представляют много решений данного уравнения. Хотелось бы выяснить условия на функцию f(x,y), при которых можно выделить конкретное решение этого уравнения, удовлетворяющее заранее заданным требованиям. Для уравнения первого порядка требования формулируются следующим образом.
Найти решения дифференциального уравнения: y' = f(x,y) (1)
,
удовлетворяющие условиям
y(x0) = y0, (2)
Сформулированные условия называются условиями Коши, а задача о выделении решения, удовлетворяющего условиям Коши — задачей Коши.
. Онлайн калькулятор можно использовать для проверки решения задачи Коши вида y' = f(x,y)
.
Для получения решения исходное выражение необходимо привести к виду: a1(x)y' + a0(x)y = b(x)
. Например, для y'-exp(x)=2*y
это будет y'-2*y=exp(x)
.
. (существования и единственности). Пусть в уравнении (1) y’ = f(x,y) функция f(x,y), заданная в области D на плоскости, непрерывна по x и удовлетворяет условию Липшица (3) по y. Тогда для любой точки (x0, y0)∈D существуют интервал (x0 — λ, x0 + λ) и функция y = φ(x) заданная на этом интервале так, что y = φ(x) есть решение уравнения, удовлетворяющее условию (2). Это решение единственно в том смысле, что если y = φ(x) есть решение уравнения (1) определенное на интервале (α, β), включающем в себя точку x0, и удовлетворяющее условию (2), то функции φ(x) и ф(x) совпадают там, где они обе определены.
Решение уравнения Коши по математике
Преобразуем данное уравнение к следующему виду:
Записываем решение задачи Коши для данного дифференциального уравнения первого порядка:
Где можно решить уравнение Коши онлайн?
Решить уравнение вы можете на нашем сайте https://pocketteacher.ru. Бесплатный онлайн решатель
позволит решить уравнение онлайн любой сложности за считанные секунды. Все, что вам необходимо сделать — это
просто вdести свои данные в решателе. Так же вы можете посмотреть видео инструкцию
и узнать, как решить уравнение на нашем сайте. А если у вас остались вопросы, то вы можете задать их в нашей
групе Вконтакте http://vk.com/pocketteacher. Вступайте в нашу группу, мы всегда
рады помочь вам.
Решение дифференциальных уравнений
Решить онлайн дифференциальные уравнения — просто! Искусственный интеллект постоянно развивавется. Нашим
специалистам удалось научить его решать различные математические задачи. Например, стали доступны такие
раздеолы, как решение онлайн дифференциальных уравнений или производная функции онлайн.
На нашем сайте вы можете решить любое дифференциальное уравнение используя Калькулятор
за пару секунд.
Пользоваться калькулятором просто. Начальные условия вводите как обычные условия. Порядок не важен.
Чтобы
ввести условие, нажмите «+условие»
Условие 1: y’=y+x
Условие 2: y(0)=1
Нажав кнопку Решить вы получите подробное решение дифференциальных
уравнений.
Что такое дифференциальные уравнения и как их решать
Дифференциальное уравнение (ДУ) – это уравнение с производными функции или самой
функцией, независимой
переменной и параметрами. Чтобы научиться решать дифференциальное уравнение, нужно сначала разобраться с
условными обозначениями. Производная функции обозначается символически “штрихом”. Производная функции
второго порядка отображается соответственно двумя “штрихами” и так далее.
Порядок дифференциального уравнения – это порядок старшей производной в уравнении.
Как решать дифференциальные уравнения
Решение дифференциального уравнения не будет таким же, как решение обыкновенного уравнения. Решением
дифференциального уравнения будет функция или семейство функций. Производные могут входить в функцию в
любом порядке и сами производные могут быть любого порядка. Производные, функции, независимые переменные
и параметры могут входить в ДУ в различных комбинациях или же могут вовсе отсутствовать. Однако в
уравнение должна входить хотя бы одна производная, иначе оно бы не будет дифференциальным.
Дифференциальным уравнением является не любое уравнение, содержащее производные неизвестной функции. К
примеру, f'(x)=f(f(x)) не является дифференциальным уравнением, а просто обозначает производную от
определённой функции.
При решении дифференциальных уравнений, в отличие от алгебраических уравнений, ищется не число или
несколько чисел, а функция или семейство функций. Алгебраический смысл решения таковой: если вместо
функций и производных всех порядков, подставить любую функцию из семейства её решений, то получится
верное равенство.
ДУ выше первого порядка возможно преобразовать в систему уравнений первого порядка, где число уравнений
равняется порядку исходного дифференциального уравнения. Таким образом дифференциальное уравнение
второго порядка преобразуется в систему функций, состоящую из двух уравнений.
При решении такой задача, как дифференциальные уравнения важно помнить, что его решением
будет именно семейство функций,
так как если брать производную от константы, то она будет равняться нулю. А так как производная от
константы равняется нулю, то в исходной функции может быть такое определённое решение данного
дифференциального уравнения.
Не все калькуляторы позволяют решить дифференциальные уравнения онлайн, а только самые
“умные”. Ещё несколько
лет назад решить дифференциальное уравнение с помощью калькулятора было невозможным.
Бесплатный онлайн калькулятор дифференциальных уравнений. Производная онлайн калькулятор.
Система дифференциальных уравнений, линейные дифференциальные уравнения
или другое дифференциальное уравнение любой сложности будет решено нашим бесплатным решателем за
считанные секунды. Все, что вам необходимо
сделать — это просто ввести данные уравнения в калькуляторе. Так же вы можете посмотреть
видео
инструкцию и узнать, как решить дифференциальное уравнение на нашем сайте. А если у вас остались
вопросы, то
вы
можете задать их в онлайн чате на странице Калькулятора или в нашей группе
Вконтакте: pocketteacher.
Вступайте
в нашу группу, мы всегда рады помочь вам.
Решение линейных дифференциальных уравнений
. Данный онлайн-калькулятор служит для решения линейного дифференциального уравнения с постоянными коэффициентами вида ay(n)+by+c=R(x)
. Например, y''-2y=0
, 2y''+y'-2y=x2
. Решение оформляется в формате . Для решения уравнений вида y'+x*y=x2
используйте этот калькулятор.
. Для получения онлайн решения введите максимальную степень производной n. Например, для дифференциального уравнения y''-2y=0
максимальная степень равна двум, поэтому n=2, для y'''-2y''-y=0
степень равна трем (n=3).
. Общее решение дифференциального уравнения с правой частью:
y» + py’ + qy = R(x)
получается с помощью квадратур из общего решения соответствующего уравнения без правой части
y» + py’ + qy = 0
где R(x) = eαx[P1(x)cos(βx) + P2sin(βx)]
1. Для уравнения y»’ — 4y» + 5y’ – 2y = 2x+3 корнями характеристического уравнения r3 – 4r2 + 5r – 2 = 0 являются r=2 кратности 1 и r=1 кратности 2. Следовательно α+β i=0 и не является корнем характеристического уравнения.
Поэтому k=0 и частное решение ищем в виде y = cx + d. Так как y’ = 0, y’’ = 0, y’’’ = 0, то, подставляя в уравнение, получаем 5c — 2cx — 2d = 2x + 3. Приравнивая коэффициенты при одинаковых степенях x, получаем -2c = 2.
-5c – 2d = 3. Следовательно, c=-1, d= -4 и y = -x-4 — частное, а y = -x-4+C1ex + C2e2x — общее решения уравнения.
2. Для уравнения y»’ — 4y» + 5y’ – 2y = (2x+3)e2x число α+β i=2 является корнем характеристического уравнения кратности 1. Поэтому частное решение ищем в виде y = x(cx + d)e2x.
3. Для уравнения y’’ + y = cos(x) корнями характеристического полинома r2+1 являются числа r = ±i кратности 1. Поэтому частное решение ищем в виде y=x(a1cosx + a2 sinx). Тогда
y’ = (a1 + a2x)cosx + (a2 – a1x)sinx,
y’’ = (2a2 – a1x)cosx + (-2a1-a2x)sinx
Подставляя в исходное уравнение и приводя подобные, получаем 2a2 cosx – 2a1sinx = cosx, откуда a1 = 0;a2=0,5.
4. Найти общее решение уравнения:
y» — 3y’ + 2y = x2 + 3x
Находим решение однородного уравнения y» — 3y’ + 2y = 0.
Характеристическое уравнение: r2-3r+2=0
имеет корни r1= 1, r2= 2.
Общее решение уравнения без правой части равно: yОбщ = C1ex + C2e2x
Правая часть уравнения имеет вид R(x) = P(x)eαx, причем P(x) = x2 + 3x и число α = 0 не является корнем характеристического уравнения. Ищем решение вида:
y* = Ax2 + Bx + C
Находим y»,y’, которые подставляем в равенство:
2Ax2 + (2B — 6A)x + 2C — 3B + 2A = x2 + 3x
Приравнивая коэффициенты при одинаковых степенях х, получаем систему:
2A = 1; 2B — 6A = 3; 2C — 3B + 2A = 0,
из которых находим: A = 1/2, B = 3, C = 4, так что
y* = x2/2 + 3x + 4
Общее решение дифференциального уравнения есть:
y = yОбщ + y*= C1ex + C2e2x + x2/2 + 3x + 4
5. Найти общее решение уравнения: y'' - 3y' = x2 + 3x
Характеристическое уравнение: r2 - 3r = 0
имеет корни r1= 3, r2= 0.
Общее решение уравнения без правой части равно:
yОбщ = C1e3x + C2e0 = C1e3x + C2
Правая часть уравнения имеет вид R(x) = P(x)eαx, причем P(x) = x2 + 3x и число α = 0 является однократным корнем характеристического уравнения. Ищем решение вида:
y* = x(Ax2 + Bx + C)
Находим y»,y’, которые подставляем в равенство y» — 3y’ = x2 + 3x.
Приравнивая коэффициенты при одинаковых степенях х, получаем систему:
-9A = 1, -6B + 6A = 3, -3C + 2B = 0,
из которых находим: A = -1/9, B = -11/18, C = -11/27, так что
y* = x2/9 — 11x/18 -11/27
Общее решение дифференциального уравнения есть:
y = yОбщ + y*= C1e3x + C2 + x2/9 — 11x/18 -11/27
. Решить дифференциальное уравнение 8y» +2y’ — 3y = 0.
Решение. Данное дифференциальное уравнение относится к линейным дифференциальным уравнениям с постоянными коэффициентами.
Решение уравнения будем искать в виде y = erx. Для этого составляем характеристическое уравнение линейного однородного дифференциального уравнения с постоянными коэффициентами:
8r2 +2r — 3 = 0
D = 22 — 4·8·(-3) = 100
,
Корни характеристического уравнения: r1 = 1/2, r2 = -3/4
Следовательно, фундаментальную систему решений составляют функции: y1 = e1/2x, y2 = e-3/4x
Общее решение однородного уравнения имеет вид:
Найдем частное решение при условии: y(0) = -6, y'(0) = 7
Поскольку y(0) = c1+c2, то получаем первое уравнение:
c1+c2 = -6
Находим первую производную:
y’ = 1/2•c1•e1/2•x—3/4•c2•e-3/4•x
Поскольку y'(0) = 1/2•c1—3/4•c2, то получаем второе уравнение:
1/2•c1—3/4•c2 = 7
В итоге получаем систему из двух уравнений:
c1+c2 = -6
1/2•c1—3/4•c2 = 7
которую решаем или методом матриц или методом исключения переменных.
c1 = 2, c2 = -8
Тогда частное решение при заданных начальных условиях можно записать в виде:
см. также Дифференциальные уравнения. Пример решения.
Если правая часть уравнения отлична от нуля, то решение ищется по формуле: R(x)=eαx(P1cos(βx)+P2sin(βx))