КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Метод подбора формы частного решения.Рассмотрим сначала уравнение второго порядка 1) Пусть правая часть представляет собой квазиполином . Ищем частное решение в виде . Здесь - полином n-ой степени, - полином, степень которого надо определить. , . а) Если - не корень характеристического уравнения, то , и многочлен надо выбирать той же степени, что и , т.е. степени n. б) Если - простой корень характеристического уравнения, то . В этом случае многочлен надо выбирать той же степени, что и , т.е. степени n. Тогда степень многочлена надо выбирать равной n+1. Однако при дифференцировании производная свободного члена (постоянной) равна нулю, поэтому можно выбирать в виде = . в) Если - кратный корень характеристического уравнения, то . В этом случае многочлен надо выбирать той же степени, что и , т.е. степени n. Тогда степень многочлена надо выбирать равной n+2. Однако при двукратном дифференцировании производная не только свободного члена равна нулю, но и производная линейного члена равна нулю. Поэтому можно выбирать в виде = . Пример. , , - не корень характеристического уравнения, поэтому частное решение надо искать в том же виде, что и правая часть, . Подставляем в неоднородное уравнение с правой частью . . . Корень содержится один раз среди корней характеристического уравнения, поэтому частное решение ищется в виде . Подставляем в неоднородное уравнение с правой частью . . Суммируя оба частных решения, получаем частное решение неоднородного уравнения для исходной правой части: . Общее решение неоднородного уравнения будет . 2) Правая часть имеет вид Если не корни характеристического уравнения, то частное решение ищется в том виде, в котором задана правая часть: , где - полиномы степени m – максимальной из степеней полиномов . б) Если - пара корней характеристического уравнения, то частное решение ищется в виде , Пример. Пара корней = - пара корней характеристического уравнения.
Подставляем в неоднородное уравнение, получаем , откуда , Рассмотрим неоднородное уравнение n-го порядка, покажем, как в нем применять метод подбора формы частного решения.Здесь ситуация сложнее, так как в характеристическом уравнении n корней, действительные корни и комплексно сопряженные, простые и кратные корни. 1) Пусть правая часть неоднородного уравнения имеет вид a) Если не является корнем характеристического уравнения, то частное решение неоднородного уравнения ищется в том же виде, что и правая часть . b) Если - корень характеристического уравнения r-ой кратности, то частное решение неоднородного уравнения ищется в виде . 2) Пусть правая часть неоднородного уравнения имеет вид а) Если пара комплексно сопряженных корней не является корнями характеристического уравнения, то частное решение неоднородного уравнения ищется в том же виде, что и правая часть , где степень m многочленов – максимальная из степеней многочленов . b) Если пара комплексно сопряженных корней является корнями характеристического уравнения r-ой кратности, то частное решение неоднородного уравнения ищется в виде .
Пример. , . . содержится в корнях характеристического уравнения 2 раза, поэтому . Подставляя это частное решение в неоднородное уравнение с правой частью , получим . Корни не содержатся в корнях характеристического уравнения, поэтому . Подставляя это частное решение в неоднородное уравнение с правой частью , получим . . . + . Пример. . содержится в корнях характеристического уравнения 3 раза, поэтому . . Корни (пара корней) содержатся в корнях характеристического уравнения один раз, поэтому . Неопределенные коэффициенты определяются, как и выше, подстановкой в уравнение и сравнением коэффициентов при одинаковых степенях x, при sinx, cosx, xsinx, xcosx
Билет 9
|