В П Лавринчук - Вища математика загальний курс частина 2 математичний аналіз і диференціальні рівняння - страница 256

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  51  52  53  54  55  56  57  58  59  60  61  62  63  64  65  66  67  68  69  70  71  72  73  74  75  76  77  78  79  80  81  82  83  84  85  86  87  88  89  90  91  92  93  94  95  96  97  98  99  100  101  102  103  104  105  106  107  108  109  110  111  112  113  114  115  116  117  118  119  120  121  122  123  124  125  126  127  128  129  130  131  132  133  134  135  136  137  138  139  140  141  142  143  144  145  146  147  148  149  150  151  152  153  154  155  156  157  158  159  160  161  162  163  164  165  166  167  168  169  170  171  172  173  174  175  176  177  178  179  180  181  182  183  184  185  186  187  188  189  190  191  192  193  194  195  196  197  198  199  200  201  202  203  204  205  206  207  208  209  210  211  212  213  214  215  216  217  218  219  220  221  222  223  224  225  226  227  228  229  230  231  232  233  234  235  236  237  238  239  240  241  242  243  244  245  246  247  248  249  250  251  252  253  254  255  256  257  258  259  260  261  262  263  264  265  266  267  268  269  270  271  272  273  274  275  276  277  278  279  280  281 

ai(x)      ( ) a2(x)      ( )  p(x)                   )       . .

—-— = p(x),—- = q(x),—- = f (х). Тоді рівняння набуде

a0(x)             a0(x)             a0 (х)

вигляду

У'' + Р(х)у' + q(^)y = f (х). (7)

Якщо f (х) = О, х є [a; b], то рівняння (7) називається ліній­ним однорідним і воно має вигляд

 

y'' + р(х)у' + q^)y = 0. (8)

Якщо ж f (х) ф 0, х є [a; b], то рівняння (7) називається лінійним неоднорідним рівнянням.

 

50Відповідь на питання про існування та єдиність розв'язку рівняння (6), який задовольняє початкові умови

yM = y0,   у'(х0) = y0 (9)

дає теорема Коші: якщо коефіцієнти a0, ai, a2 і права ча­стина p лінійного рівняння (6) неперервні на відрізку [a; b], причому коефіцієнт a0 не перетворюється в нуль у жодній точці цього відрізка, то якими б не були початкові умови (9), де х0 є (a; b), існує єдиний розв'язок рівняння (6), який задовольняє початкові умови (9).

При побудові загального розв'язку рівняння (6) важливу роль відіграє поняття лінійної незалежності розв'язків рівнян­ня.

Два розв'язки yi і y2 називаються лінійно залежними на відрізку [a; b], якщо існують числа ai і а2 такі, що а"2 + а2 = 0 і

aiyi^) + a2y2^) = 0,   х є [a; b]. (10)

Якщо ж рівність (10) виконується тоді й тільки тоді, коли ai = 0 і a2 = 0, то розв'язки yi і y2 називаються лінійно незалежними.

Виникає запитання, як можна перевірити, чи є частинні розв'язки yi і y2 лінійно незалежними на відрізку [a; b], тоб­то утворюють фундаментальну систему розв'язків задано­го рівняння. Це можна зробити за допомогою визначника Вронського

W (х)

Уі(х) У2(х) Правильними є такі твердження:

1)  якщо функції yi і y2 лінійно залежні на відрізку [a; b], то визначник Вронського дорівнює нулю на цьому відрізку;

2)  якщо лінійно незалежні функції yi і y2 є розв'язками лінійного однорідного рівняння (8) з неперервними на відрізку [a; b] коефіцієнтами, то визначник Вронського W(х) не може перетворитися в нуль у жодній точці цього відрізка.

Приклад 5. Довести, що функції yi = eklX і y2 = ek2'x лінійно незалежні на довільному відрізку числової осі при ki = k2.

 

50А Припустимо, що задані функції лінійно залежні на відрізку [a; b], тобто

a1ekl'x + a2ek2X = 0,    х є [a; b], де, наприклад, а2 = 0. Тоді

e(k2-kl)x = -ai,   х є [a; b].

.2

Продиференціювавши цю рівність, одержимо, що (k2 ki)e(k2-kl)x = 0, х є [a; b], а це неможливо, оскільки k1 = k2, e(k2-kl)x =0, х є [a; b].

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  51  52  53  54  55  56  57  58  59  60  61  62  63  64  65  66  67  68  69  70  71  72  73  74  75  76  77  78  79  80  81  82  83  84  85  86  87  88  89  90  91  92  93  94  95  96  97  98  99  100  101  102  103  104  105  106  107  108  109  110  111  112  113  114  115  116  117  118  119  120  121  122  123  124  125  126  127  128  129  130  131  132  133  134  135  136  137  138  139  140  141  142  143  144  145  146  147  148  149  150  151  152  153  154  155  156  157  158  159  160  161  162  163  164  165  166  167  168  169  170  171  172  173  174  175  176  177  178  179  180  181  182  183  184  185  186  187  188  189  190  191  192  193  194  195  196  197  198  199  200  201  202  203  204  205  206  207  208  209  210  211  212  213  214  215  216  217  218  219  220  221  222  223  224  225  226  227  228  229  230  231  232  233  234  235  236  237  238  239  240  241  242  243  244  245  246  247  248  249  250  251  252  253  254  255  256  257  258  259  260  261  262  263  264  265  266  267  268  269  270  271  272  273  274  275  276  277  278  279  280  281 


Похожие статьи

В П Лавринчук - Вища математика загальний курс частина 2 математичний аналіз і диференціальні рівняння