Слайд 2
Вывод формул общего решения ЛОУ 2-го порядка
Корни
характеристического уравнения
Случай 1. Если
, то
характеристическое уравнение имеет два
различных действительных корня
В этом случае общее решение имеет вид
.
Слайд 3
Продолжение
Случай 2. Если
, то характеристическое уравнение имеет одинаковые корни .
Частные решения ЛОУ выбираем так, чтобы они были линейно независимыми:
и .
Общее решение ЛОУ 2-го порядка будет иметь вид .
Слайд 4
Продолжение
Случай 3. Если
, то
характеристическое уравнение имеет два комплексно-сопряженных корня
и , где
и .
Общее решение ЛОУ 2-го порядка в действительной форме можно записать
в виде
Слайд 5
Общее решение ЛОУ 2-го порядка в зависимости от
корней характеристического уравнения
1. Если
, то
2. Если , то
3. Если , то
4. Если , то
Слайд 6
Пример
Найти общее решение уравнения
.
Составим характеристическое уравнение . Его корни действительны и различны: . Поэтому общее решение
Слайд 7
Пример
Решить уравнение y+4y+4y =0. Характеристическое уравнение
имеет два кратных корня
, поэтому искомое общее решение
.
Слайд 8
Пример
Решить уравнение y+4y+13y =0.
Составим
характеристическое уравнение
. Корни этого уравнения
комплексно-сопряженные. Общее решение исходного уравнения:
.
Слайд 9
Теорема о структуре общего решения линейного дифференциального уравнения
2-го порядка
Общее решение уравнения
y+py+qy = f(x),
где p и q постоянные, а f(x)0 , равно сумме общего решения однородного уравнения y+py+qy =0
и какого-нибудь частного решения неоднородного уравнения, т. е.
.
Слайд 10
Подбор частного решения ЛНОУ по виду правой части
методом неопределенных коэффициентов
1. Пусть
. Тогда частное решение ищут в виде:
а)если , то
б)если , то
в)если , то
Слайд 11
Продолжение
2. Пусть
,
где -заданный многочлен . Тогда частное решение уравнения ищут в виде:
а)если , то
б)если , то
в)если , то , где =
-многочлен с неопределенными коэффициентами.
Слайд 12
В правой части уравнения-многочлен
1.Пусть
, где
-заданный многочлен. Это частный случай при =0. Тогда
а)если , то
б)если , то
в)если , то
Слайд 13
В правой части уравнения-тригонометрический полином
5. Пусть
где степени многочленов
и
вообще говоря различны. Тогда
а)если , то частное решение ищут в виде
где степени многочленов и
равны .
Слайд 14
Продолжение
б)если
, то частное решение ищут
в виде:
Пример: указать вид частного решения уравнения .
Характеристическое уравнение
имеет:Д=-16 и корни
, а решение имеет вид
Слайд 15
Решить уравнение
.
. Корни этого уравнения
действительны и различны, поэтому общее решение соответствующего однородного уравнения имеет вид .
Составим частное решение неоднородного уравнения по виду правой части: .