Дифференциальным уравнением презентация

Содержание

Дифференциальным уравнением (ДУ) называется уравнение, содержащее производные от искомой функции или её дифференциалы. или

Слайд 1ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАВНЕНИЯ


Слайд 2Дифференциальным уравнением (ДУ) называется уравнение, содержащее производные от искомой функции или

её дифференциалы.



или


Слайд 3Примеры ДУ:








Слайд 4Наивысший порядок производной, входящей в уравнение, называется порядком ДУ.

Решением ДУ называется

такая функция, подстановка которой в уравнение обращает его в тождество.

Слайд 5Пример 1. Показать, что данная функция является решением ДУ



Слайд 6Решение:
Т.о. функции вида являются решениями данного

ДУ при любом выборе постоянных С1 и С2:





Подставим:


Слайд 7Дифференциальные уравнения I порядка


Слайд 8
Общим решением ДУ I порядка называется функция , которая зависит от одного

произвольного постоянного С.





или



или

(неявный вид)

ДУ I порядка имеет вид




Слайд 9
Частным решением ДУ I порядка называется любая функция полученная из общего

решения при конкретном значении постоянной С=С0.





или

(неявный вид)


Слайд 10Пример 2. ДУ:






-общее решение

частные решения


Слайд 11Геометрически:
Общее решение ДУ есть семейство интегральных кривых на плоскости Оху;
Частное решение

ДУ -одна кривая этого семейства, проходящая через точку

-общее решение






х

у

-частное решение


(х0, у0)


Слайд 12Задача отыскания конкретного частного решения данного ДУ по начальным данным называется

задачей Коши (Cauchy).






или

Условие, что при х=х0 функция у должна быть равна заданному числу у0 называется начальным условием.


Слайд 13Пример 3. Решить задачу Коши:






-общее решение

Решение:
Подставим в общее решение

начальные условия:





-частное решение







х

у


Слайд 14Теорема существования и единственности решения задачи Коши.
Если в уравнении функция f(x,y)

и её частная производная непрерывны в некоторой области D, содержащей точку (х0;у0), то существует единственное решение этого уравнения, удовлетворяющее начальному условию

Слайд 151. ДУ I порядка с разделёнными переменными.
Если каждая часть ДУ представляет

собой произведение некоторого выражения, зависящего от одной переменной, на дифференциал этой переменной, то говорят, что переменные в этом уравнении разделены.

В этом случае уравнение достаточно проинтегрировать:




Слайд 16Пример 4. Решить ДУ:







Решение:






С



общее решение:
или
Геометрически: получили семейство концентрических окружностей

с центром в начале координат и радиусом С.

С

х

у

0


Слайд 17Пример 5. Решить ДУ:







Решение:






С
общее решение:
или






х
у
0
С=1
С=1
С=3
С=3
С=-2
С=-2


Слайд 182. ДУ I порядка с разделяющимися переменными.

Уравнения, в которых переменные разделяются,

называются ДУ с разделяющимися переменными.






где

некоторые функции.



Слайд 19




интегрируем:


Слайд 20Замечание:
При проведении почленного деления ДУ на


могут быть потеряны некоторые

решения. Поэтому следует отдельно решить уравнение


и установить те решения ДУ, которые не могут быть получены из общего решения- особые решения.

Слайд 21Пример 6. Найти общее и частное решение ДУ:







Решение:












1) Найдём общее

решение ДУ:

Слайд 22Итак, общее решение ДУ:
2) Найдём частное решение ДУ, если
Подставим

эти начальные условия в общее решение ДУ и найдем С:


- частное решение ДУ.



Ответ: общее решение
частное решение


Слайд 23Геометрически:
х
у
общее решение

частное решение
у = 2х

(5;10)


Слайд 24Пример 7. Найти общее решение ДУ:







Решение:

















Слайд 25



















или

Ответ. Общее решение:


Слайд 26Нахождение особого решения:
Здесь уравнение имеет вид ху=0

Его решения х=0, у=0 являются решениями данного ДУ, но не получаются из общего решения ни при каких значениях произвольной постоянной.
Значит, решения х = 0, у = 0 являются особыми.

Слайд 27Пример 8. Найти общее решение ДУ:







Решение:


























Слайд 28




























или


Слайд 29Геометрически:
общее решение




С=5


С=3

С=1

С=-2


С=-5
х
у


Слайд 30Пример 9. Решить задачу Коши:







Решение:






















1) Найдём общее решение ДУ:


Слайд 31



или
Итак, общее решение ДУ:

С


Слайд 322) Найдём частное решение ДУ, если
Подставим эти начальные условия в

общее решение и найдем С:


частное решение ДУ:




или


Слайд 33Геометрически:
общее решение

частное решение







(0;1)
С=5
С=-3
С=-6
С=0
х
у


Слайд 34Пример 10. Решить задачу Коши:







Решение:





















1) Найдём общее решение ДУ:


Слайд 35Итак, общее решение ДУ:


Слайд 362) Найдём частное решение ДУ, если
Подставим эти начальные условия в

общее решение и найдем С:


Тогда, частное решение ДУ:




Слайд 37Геометрически:
общее решение

частное решение




С=1
С=-5
С=9
С=-1
х
у

(0;4)


Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика