|
|
§19 УРАВНЕНИЕ В ЧАСТНЫХ ПРОИЗВОДНЫХ ПЕРВОГО ПОРЯДКА
Чтобы найти общее решение уравнения
![]()
где ai, b – известные функции (х1, …, xn, u), необходимо
Привести к каноническому виду квадратичную форму Ф(х1, х2) = 27 Математика примеры решения задач математический анализ.
1) найти первые интегралы системы уравнений характеристик
(*)
2) составить произвольную функцию от первых интегралов
F(j1, j2, …jn), которая и будет общим решением исходного уравнения с частными производными, если jI, i = 1, …, n – независимы.
Задача Коши для уравнения в частных производных первого порядка формулируется так: найти решение u(x1, …, xn) уравнения (*), удовлетворяющее на (n – 1) – мерной поверхности S
S = {r(S): x1(S1, …, Sn-1), x2(S1, …, Sn-1), …, xn(S1, …, Sn-1)}
Условию u/S = w(S1, S2, …, Sn-1).
Задача 32.
Замена переменных для интегралов Найти уравнение гиперболы Электромагнетизм Радиорелейные системы
Найти общее решение уравнения
![]()
Решение. Составим и решим систему уравнений характеристик

![]()
Первый интеграл равен С1 = ху + у2. Функция Z вида Z = F(xy+y2),
где F – произвольная дифференцируемая функция, является общим решением уравнения.
Задача 33.
Решить уравнение
![]()
Решение. Составим систему уравнений характеристик
![]()
Первая
пара дробей даёт первый интеграл
Подставив
во вторую
пару дробей, получим
![]()
Интегрируя последнее уравнение, получим второй первый интеграл
![]()
Общее решение имеет вид
![]()
Задача 34.
Двойной интеграл Пределы функций Электромагнитное взаимодействие Преобразование речи в цифровую форму
Решить уравнение
![]()
Решение. Составим и решим систему уравнений характеристик
![]()
Уравнение
даёт первый интеграл
. Преобразуем три дроби
используя правило работы с равными дробями:
![]()
Отсюда получим второй первый интеграл С2 = (½)ху - u.
Возьмём
следующее уравнение
подставим
и
в это уравнение, получим

Решим полученное линейное уравнение:
![]()
Получим
третий первый интеграл 
Задача 35.
Решить задачу Коши
y = 1.
Решение. Найдём два первых интеграла. Составим систему
![]()
Отсюда получим первый первый интеграл С1 = х2у.
Решая
уравнение
при условии, что
, получим второй первый интеграл

![]()
Подставим z = x2, y = 1 в два первых интеграла:

Исключая
х их этой пары равенств, получим связь между первыми интегралами
Подставляя вместо С1 и С2
первые интегралы, получим решение задачи Коши:
![]()
Задача 36.
Решить задачу Коши
![]()
u = x2 + y2, z = 0.
Решение.
Найдём первые интегралы системы уравнений характеристики
они равны
![]()
Найдём, используя начальные данные, связь между первыми интегралами:

u = x2 + y2 Þ u = 2C2(C12 + 1).
Подставим первые
интегралы C1 и C2, получим
решение: 
Интеграл
Фурье Дифференциал функции
Квантооптические явления
|