Phương trình vi phân tuyến tính

Một phần của tài liệu Bài giảng :Giải tích pptx (Trang 136 - 138)

II. MỘT SỐ DẠNG PHƯƠNG TRÌNH CẤ PI 1)Phương trình phân li biến số

3) Phương trình vi phân tuyến tính

Định nghĩa:Là phương trình có dạng

Ò' ‘ 3 trong đó ‘, là các hàm số liên tục.

Nếu y 0, thì được gọi là phương trình tuyến tính thuần nhất.

Cách gii:

Bước 1: Gii Ò' ‘ 0 4, gọi là phương trình thuần nhất cấp 1 tương ứng.

+ y 0 là một nghiệm;

137

Là phương trình với biến số phân li, có tích phân tổng quát là: ln|| !+‘ ´ ' ln|2| với C là hằng số tùy ý khác 0.

ln|| !+‘ ´ ' ln|2| s || ½.*ôEoE· ½ ˆ|0| |2|½.*ôEoE

s ¸2½.*ôEoE ˜½.*ôEoE ˜ ¸2, ˜ ) 0 Tóm lại: Phương trình (4) có nghiệm tổng quát là

˜½.*ôEoE với mọi hằng số K.

Bước 2: Tìm nghiệm của phương trình (3) có ở dạng ˜½.*ôEoE. Đạo hàm hai vế:

Ò ˜Ò½.*ôEoE! ˜ · ½.*ôEoE· ‘ Thay vào (3), ta được:

˜Ò · ½.*ôEoE! ˜ · ½.*ôEoE· ‘ ' ‘ · ˜ · ½.*ôEoE Suy ra:

˜Ò · ½*ôEoE Do đó:

˜ + · ½*ôEoE´ ' 2

Kết lun: Nghiệm tổng quát của (3) là

6+ · ½*ôEoE´ ' 27· ½.*ôEoE

Lu ý: + Người ta chứng minh được rằng nghiệm tổng quát của (3) ở dạng trên vét hết mọi nghiệm của (3) khi C thay đổi. Mỗi tích phân bất định trong công thức nghiệm nói trên ta chỉ cần tìm một hàm.

+ Khi giải phương trình cụ thể, ta có quyền áp dụng công thức nghiệm ở trên. Khi đó *‘ ´ ta chỉ lấy nguyên hàm với hệ số bất định là 0.

VÍ D 7 Giải phương trình a) Ò!ýE , @ 0

b) oýoEE.ý=:.

Giải a) Phương trình đã cho là phương trình vi phân tuyến tính cấp 1 với ‘ !1 ; .

Nên nghiệm tổng quát là

6+ · ½*.=E oE´ ' 27· ½.*.=E oE 6+ · ½.  ˆ E´ ' 27· ½ ˆ E *´ ' 2 ' 2

Vậy nghiệm tổng quát của phương trình là ' 2. b)Coi x là hàm của y, thì ta được oýoEE.ý= :s Ò! !. Đây là phương trình vi phân tuyến tính, nghiệm tổng quát là

138

½ý6½.ý!+½.ý2´ ' 27 ½ý6½.ý' 2+´½.ý ' 27

½ý$½.ý' 2½.ý' ½.ý' 2& Vậy nghiệm tổng quát là

½ý$½.ý' 2½.ý' ½.ý' 2&

Một phần của tài liệu Bài giảng :Giải tích pptx (Trang 136 - 138)