|
| ||
|
|
Другие главы электронного учебника "Математика в примерах
и задачах"
Математический
анализ Дифференцирование
исчисление Функции
и их графики Ряды Комплексные
числа Векторная
алгебра Производные Интегральное
исчисление Матрицы Пределы Линейная
алгебра ТФКП
Определение. Дифференциальное уравнение первого порядка вида:
называется
уравнением в полных дифференциалах, если левая часть этого уравнения представляет
собой полный дифференциал некоторой функции 
Интегрирование такого уравнения сводится к нахождению функции u, после чего
решение легко находится в виде: 
Таким образом, для решения надо определить:
1) в каком случае левая часть уравнения представляет собой полный дифференциал функции u;
2) как найти эту функцию.
Если
дифференциальная форма 
является полным дифференциалом некоторой функции u,
то можно записать:
Т.е.
.
[an error occurred while processing this directive]
Найдем смешанные производные второго порядка, продифференцировав первое уравнение по у, а второе – по х:
Приравнивая левые части уравнений, получаем необходимое и достаточное условие того, что левая часть дифференциального уравнения является полным дифференциалом. Это условие также называется условием тотальности.
Теперь рассмотрим вопрос о нахождении собственно функции u.
Проинтегрируем
равенство 
:
Вследствие интегрирования получаем не постоянную величину С, а некоторую функцию С(у), т.к. при интегрировании переменная у полагается постоянным параметром.
Определим функцию С(у).
Продифференцируем полученное равенство по у.
Откуда
получаем: 
Для нахождения функции С(у) необходимо проинтегрировать приведенное выше равенство. Однако, перед интегрированием надо доказать, что функция С(у) не зависит от х. Это условие будет выполнено, если производная этой функции по х равна нулю.
Теперь определяем функцию С(у):
Подставляя этот результат в выражение для функции u, получаем:
Тогда общий интеграл исходного дифференциального уравнения будет иметь вид:
Следует отметить, что при решении уравнений в полных дифференциалах не обязательно использовать полученную формулу. Решение может получиться более компактным, если просто следовать методу, которым формула была получена.
|
|
||||||||
|
|
||||||||