(3) là hệ phương trình đại số tuyến tính thuần nhất Nó có nghiệm khác khi —k

Một phần của tài liệu Bài giảng phương trình vi phân (số tín chỉ 2) (Trang 25 - 26)

Đề thuận tiện ta xét hệ gồm hai phương trình:

d —= đy +@;Z 2 đz (2 ———đ,¡y+đ;;z trong đó ø,; ¡, j =1,2 là các hằng số, y(x),z(x) là các hàm cần tìm. Ụ Cách giải: —.

Ta tìm nghiệm riêng của (2) dưới dạng L “Re> , trong đó œ,,kec R. <=be

đa, —k)œ+a,„B =0

Thay vào (2) ta được Ù nT#) nP (3) đa; +(4,„ —k)B =0 đa; +(4,„ —k)B =0

(3) là hệ phương trình đại số tuyến tính thuần nhất. Nó có nghiệm khác 0 khi —k —k

đn “8 Í>0©(a,—k)(a„—k)—aga„=0 — (4 đạn đ„> — đạn đ„> —

(4) là phương trình đại số bậc hai đối với k, nó có đúng hai nghiệm trong trường số phức £ và được gọi là phương trình đặc trưng của (2).

- Nếu (4) có hai nghiệm thực k, #k,„ thì thay k, vào (3) ta được các nghiệm 0œ, B,.. Khi đó y, =œ,£°*“,z¡ = B,e“*là hai nghiệm riêng độc lập tuyến tính tương ứng với Khi đó y, =œ,£°*“,z¡ = B,e“*là hai nghiệm riêng độc lập tuyến tính tương ứng với

k¿. Tương tự thay k, vào (3) ta được các nghiệm œ,,B,./ Khi đó y„ =œ„€°*,z„ =„e”* cũng là hai nghiệm riêng độc lập tuyến tính tương ứng với y„ =œ„€°*,z„ =„e”* cũng là hai nghiệm riêng độc lập tuyến tính tương ứng với k,„. Các nghiệm riêng độc lập tuyến tính %,y;.Z¡,Z¿ được gọi là hệ nghiệm cơ bản. Do đó nghiệm tổng quát của (2) là:

Ù =C,y,+C,y;, ° L =œ,C;e“* +œ,C,e® z = Cái + C;Z; z = B,C£”* + B„C;e®”

trong đó C,,C, là các hằng số.

Nếu (4) có nghiệm thực kép k¿ =k, =k. Khi đó ta tìm nghiệm riêng của (2) dưới dạng y=(Ax+)e”,z=(Cx+D)e”, trong đó A, B, C, D là các hăng số được xác định theo phương pháp hệ số bất định.

- _ Nếu (4) có hai nghiệm phức liên hợp k,; = p +i4 thì ứng với k,= p+i4 thay vào (3) ta được các nghiệm @œ,,B, và các nghiệm riêng phức ứng với k, là (3) ta được các nghiệm @œ,,B, và các nghiệm riêng phức ứng với k, là

y =0œ,e,“? z= B,et1⁄ z= B,et1⁄

Dùng công thức Euler tách phân thực, phần ảo ta được hệ nghiệm cơ bản. Ví dụ: Giải các hệ phương trình:

d đ d

dx dx đx

a) d b) 3 c) 3

Z Z Z

——=3y+4z ——=y+2z —=4y—z

dx ; dx ỷ dx ?

8.3 Hệ không thuần nhất (phương pháp biến thiên hằng số): Xét hệ Xét hệ

dy

——==a¡y+@;z + ƒ (z) dx

đz G7

v =đ,y+đ„;z + ƒ; (z)

Một phần của tài liệu Bài giảng phương trình vi phân (số tín chỉ 2) (Trang 25 - 26)