toan_4_Bai4_PTVPC1_(phan_2).pdf

16 2K 11
toan_4_Bai4_PTVPC1_(phan_2).pdf

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

Chia sẻ kiến thức bổ ích môn toán 4 Đại học Bách khoa.

BỘ MÔN TOÁN ỨNG DỤNG - ĐHBK -------------------------------------------------------------------------------------TOÁN 4 – HK2 0607 CHUỖI VÀ PHƯƠNG TRÌNH VI PHÂN• BÀI 4: PHƯƠNG TRÌNH VI PHÂN CẤP 1 (SINH VIÊN)• TS. NGUYỄN QUỐC LÂN (05/2007) NỘI DUNG ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------1 – KHÁI NIỆM CƠ BẢN2 – PHƯƠNG TRÌNH VI PHÂN PHÂN LY BIẾN SỐ3 – PHƯƠNG TRÌNH VI PHÂN TOÀN PHẦN4 – PHƯƠNG TRÌNH VI PHÂN CẤP 1 TUYẾN TÍNH5 – PT BERNULLITỰ ĐỌC: PT VI PHÂN KHÔNG GIẢI ĐƯC VỚI ĐẠO HÀM & PT RICATTI (SGK, TRANG 135 → 139) Phương trình vi phân (thường): hàm ẩn y = y(x), biến x & các đạo hàm (hoặc vi phân) y(k), k = 0, 1 … nVD: 03' =+ xy( )xexyyy =++ 3'4''( ) ( )0=−−+ dyyxdxyx1. KHÁI NIỆM CƠ BẢN --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Cấp 1 Cấp 2 Cấp 1Phương trình vi phân cấp n: chứa đạo hàm cao nhất cấp nDạng tổng quát PT vi phân cấp 1:( )() ( )( )( )( )0,,'',',, =xyxyxyxyxFnKDạng tổng quát cấp n:( ) ( )( )0',, =xyxyxF NGHIỆM PHƯƠNG TRÌNH VI PHÂN -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------VD: ydx + xdy = 0: 2 dạng nghiệm hiện, ẩnVD: 21' yy −=Nghiệm PTVP cấp n THÔNG THƯỜNG chứa n hằng số: Đồ thò nghiệm: đường cong tích phân().,,,1 nCCxyKϕ=(c) Dạng tham số(a) Dạng hiện: y = f(x)(b) Dạng ẩn: H(x, y) = 0( )()⎩⎨⎧==tyytxxNghiệm PTVP: Hàm số y = y(x), x ∈ khoảng I ⊂ RVD:xeydxdy2=−Nghiệm riêng:xey2=Nghiệm:xxeCey2+=nghiệm tổng quát 2. PHƯƠNG TRÌNH PHÂN LY BIẾN SỐ -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Phương pháp: Phân ly x & dx một vế, y & dy một vế. Tích phân 2 vế ⇒Nghiệm (nói chung dạng ẩn)VD: Kiểm tra dạng phân ly của các ptrình xyya ='/() ( )011/22=−++ dyxydxyxb( )04/ =++ dxxyxdyc( ) ( )() ()() () () ()⎢⎢⎢⎣⎡=+=+===00',)('),('2211dyygxfdxygxfdyygdxxfygxfyygyxfy3 dạng (hay gặp) phương trình vi phân phân ly biến sốNhận dạng: Biến x và y phân ly (separable) →Có thể tách rời mỗi vế 1 biến! VD:02=− dxyxdy 2. GIẢI PT VI PHÂN PHÂN LY BIẾN SỐ -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------VD (SGK, 23/tr190): Vận tốc nguội đi của vật tỷ lệ thuận với hiệu nhiệt độ của vật và nhiệt độ không khí. Biết nhiệt độ không khí là 20°C và vật giảm nhiệt độ từ 100°C xuống 60°C sau 20 phút. Hỏi sau bao lâu kể từ thời điểm đầu, nhiệt độ của vật sẽ là 30°C? VD:xya3sin'/ =yeyb ='/xyyc2'/=VD:()05cos2/4=++ dyydxxxa( ) ( )0/2222=−++ dyyxxdxxyybxyxyyc 2'/2=− 2. ĐỔI BIẾN ĐƯA VỀ PHÂN LY -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------VD: (x2 + y2)dx – xydy = 0: Chú ý P(x, y) = (x2 + y2), Q = xy!Chứa tổng: y’ = f(ax + by + c) →Đổi biến: u = ax + by + cVD: y’ = (2x + 3y + 1)2 – 2(2x + 3y + 1)Tỷ số:→Đổi biến:⎟⎠⎞⎜⎝⎛=xyfy'uxuyuxyxyu +=⇒=⇒= ''Đặc biệt: P(x, y), Q(x, y) – tổng xαyβ, α + β = n ⇒ Phương trình đẳng cấp Pdx + Qdy = 0: Dạng y’ = f(y/x)!VD:xyxyyyb2'/2+=xyya +=1'/ 3. PHƯƠNG TRÌNH VI PHÂN TOÀN PHẦN -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Ph/trình vi phân cấp 1:() ( )0,, =+ dyyxQdxyxP( )()()⎩⎨⎧==2,'1),('yxQuyxPuyx1/ T/phân (1) theo x( ) ( )3yCPdxu +=⇒∫2/ Đ/hàm (3) theo y, phối hợp (2) ⇒C(y)Tìm u:PT vi phân Pdx + Qdy = 0: toàn phần ⇔Thứ tự: Đạo hàm chéo: P(x, y)dx + Q(x, y)dy()*yP∂∂xQ∂∂=yxxQyP,∀∂∂=∂∂Thoả ĐK (*) ⇒∃u(x,y): du = Pdx + Qdy ⇒Nghiệm u = C 3. THỪA SỐ TÍCH PHÂN --------------------------------------------------------------------------------------------------------------Pdx + Qdy = 0: không thoả đ/kiện vi phân toàn phần ⇒Tìm μ(x, y) để (μPdx+μQdy) vi phân tphần ⇔∂(μP)/∂y = ∂(μP)/∂yVD: Tìm thừa số tích phân & Giải ptrình vphân (x2 + y2 +x)dx + xydy = 0 ()∫=⇒=⎟⎠⎞⎜⎝⎛∂∂−∂∂dxxfexxfQxQyP)()(μ()∫=⇒=⎟⎠⎞⎜⎝⎛∂∂−∂∂−dyygeyygPxQyP)()(μVD: Giải ptrình vi phân y(1 + xy)dx – xdy = 0 VD: Giải (3e3xy – 2x)dx + (e3x + siny) dy = 0 SGK, trang 194: Ch/minh (tìm) μ = μ(x2 + y2): dạng cho trước! 4. PT VI PHÂN CẤP 1 TUYẾN TÍNH -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------y’ = a(x)y + b(x) (E): không thuần nhất (có vế phải) ⇒PT thuần nhất (không vế phải) tương ứng: y’ = a(x)y (E0 )Nhận dạng: y’ = f(x, y): Vế phải chỉ chứa y bậc 1 (ở tử số)y’ = f(x, y) = a(x)y + b(x): tuyến tính (bậc 1) theo yTuyến tính theo x = x(y)!VD: Xác đònh phương trình tuyến tính:xexyyc =+3'/32'/ xyxya =−( )022/2=−+ dyxyydxd32'/ xyeybx=+Không tuyến tính: Chứa y2, (y’)3 . Giải (3e3xy – 2x)dx + (e3x + siny) dy = 0 SGK, trang 1 94: Ch/minh (tìm) μ = μ(x2 + y2): dạng cho trước! 4. PT VI PHÂN CẤP 1 TUYẾN TÍNH -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------y’. -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------VD: (x2 + y2)dx – xydy = 0: Chú ý P(x, y) = (x2 + y2), Q = xy!Chứa tổng: y’ = f(ax + by + c) →Đổi biến: u =

Ngày đăng: 15/08/2012, 09:36

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan