Курсовая работа: Интегрирующий множитель

Обыкновенные дифференциальные уравнения имеют большой теоретический и практический интерес, являются фундаментом для многих других разделов высшей математики, например, для уравнений с частными производными, уравнений математической физики, вариационного исчисления, а также - базой для глубокого изучения механики, физики и других естественных наук.


Дата добавления на сайт: 27 февраля 2025
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
Учреждение образования «Мозырский государственный педагогический университет имени И.П. Шамякина»
Кафедра теоретической физики и прикладной математики


Курсовая работа

Интегрирующий множитель

Выполнила:
студентка 4 курса 2 группы
физико-математического факультета
дневной формы обучения
Астрейко Натальи Сергеевны
Научный руководитель:
ст. преподаватель, Игнатович С.В.

Мозырь 2014
Содержание:

Введение
Основная часть
Глава 1. Основные дифференциальные уравнения. Уравнения
в полных дифференциалах
1.1 Основные понятия теории обыкновенных дифференциальных уравнений
1.2 Понятие об уравнении в полных дифференциалах
.3 Признак уравнения в полных дифференциалах. Построение
общего интеграла
Глава 2. Интегрирующий множитель. Простейшие случаи нахождения интегрирующего множителя
.1 Общая теория
.2 Один общий способ нахождения интегрирующего множителя
2.3 Случай интегрирующего множителя, зависящего только от Интегрирующий множитель (рис. 1)Интегрирующий множитель (рис. 2) и только от Интегрирующий множитель (рис. 3)Интегрирующий множитель (рис. 4)
.4 Случай интегрирующего множителя вида Интегрирующий множитель (рис. 5)Интегрирующий множитель (рис. 6)
.5 Интегрирующий множитель и особые решения
.6 Интегрирующий множитель уравнения с разделяющимися переменными
Заключение
Список использованной литературы

Введение

Обыкновенные дифференциальные уравнения имеют большой теоретический и практический интерес, являются фундаментом для многих других разделов высшей математики, например, для уравнений с частными производными, уравнений математической физики, вариационного исчисления, а также - базой для глубокого изучения механики, физики и других естественных наук.
Перечислим основные типы обыкновенных дифференциальных уравнений первого порядка: уравнения с разделяющимися переменными; однородные уравнения; обобщенные однородные уравнения; линейные дифференциальные уравнения; уравнения Бернулли; уравнения Риккати; уравнения Якоби; уравнения в полных дифференциалах.
Если дифференциальное уравнение первого порядка не приводится ни к одному из перечисленных типов, то следует попытаться найти интегрирующий множитель, чтобы свести его к уравнению в полных дифференциалах.
Интегрирующий множитель Интегрирующий множитель (рис. 7)Интегрирующий множитель (рис. 8) - это такая функция от переменных Интегрирующий множитель (рис. 9)Интегрирующий множитель (рис. 10) и Интегрирующий множитель (рис. 11)Интегрирующий множитель (рис. 12), умножив на которую, дифференциальное уравнение первого порядка

Интегрирующий множитель (рис. 13)

становится уравнением в полных дифференциалах:

Интегрирующий множитель (рис. 14)Интегрирующий множитель (рис. 15).

Цель данной курсовой работы заключается в исследовании интегрирующего множителя и его свойств.
Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:
1.изучить основные понятия теории обыкновенные дифференциальные уравнения;
.рассмотреть уравнения в полных дифференциалах;
.изучить понятие интегрирующего множителя и исследовать общие сведения о нем;
.рассмотреть простейшие случаи нахождения интегрирующего множителя.
Объектом курсовой работы являются дифференциальные уравнения первого порядка в полных дифференциалах.
Предметом исследования является понятие интегрирующего множителя и простейшие случаи его нахождения.
Данная курсовая работа состоит из введения, двух глав и заключения.
Первая глава содержит сведения о теории обыкновенных дифференциальных уравнений (рассмотрено ОДУ, даны определения порядку и решению ОДУ), а так же изучены теоретические сведения об уравнениях в полных дифференциалах (вид уравнения в полных дифференциалах, его признак и построение общего интеграла).
Роль инетегрирующего множителя для нахождения общего интеграла и его общие свойства исселедуются во второй главе (теоремы о существовании, о неединственности и об общем виде интегрирующего множителя). Данная глава так же содержит один общий способ нахождения интегрирующего множителя, основанный на использовании его свойств изложенных выше, и простейшие случаи нахождения интегрирующего множителя (интегрирующий множитель зависящий только от Интегрирующий множитель (рис. 16)Интегрирующий множитель (рис. 17) или Интегрирующий множитель (рис. 18)Интегрирующий множитель (рис. 19), либо вида Интегрирующий множитель (рис. 20)Интегрирующий множитель (рис. 21) и др.).

Глава 1. Основные дифференциальные уравнения. Уравнения в полных дифференциалах

.1 Основные понятия теории обыкновенных дифференциальных уравнений

Дифференциальным уравнением называется уравнение, содержащее производные неизвестной функции.
Если в дифференциальном уравнении неизвестная функция является функцией одной независимой переменной, то оно называется обыкновенным дифференциальным уравнением. Дифференциальное уравнение вида (1.1) представляет пример выше описанного уравнения:

Интегрирующий множитель (рис. 22)Интегрирующий множитель (рис. 23). (1.1)

Если же входящая в дифференциальное уравнение неизвестная функция зависит от нескольких независимых аргументов, то оно называется уравнением в частных производных. Примером служит уравнение

Интегрирующий множитель (рис. 24)Интегрирующий множитель (рис. 25), (1.2)

которое содержит неизвестную функцию Интегрирующий множитель (рис. 26)Интегрирующий множитель (рис. 27).
Порядком дифференциального уравнения называется наибольший порядок входящей в уравнение производной. Так дифференциальные уравнения (1.1) и (1.2) - это уравнения второго порядка.
Решением дифференциального уравнения называется функция, которая при подстановке в дифференциальное уравнение обращает его в тождество.
Например, легко проверить, что функция Интегрирующий множитель (рис. 28)Интегрирующий множитель (рис. 29) является решение дифференциального уравнения Интегрирующий множитель (рис. 30)Интегрирующий множитель (рис. 31). Процесс решения дифференциального уравнения называется интегрированием уравнения. Обыкновенное дифференциальное уравнение n-го порядка можно представить в виде:

Интегрирующий множитель (рис. 32)Интегрирующий множитель (рис. 33) (1.3)

Содержит неизвестную переменную Интегрирующий множитель (рис. 34)Интегрирующий множитель (рис. 35), неизвестную функцию Интегрирующий множитель (рис. 36)Интегрирующий множитель (рис. 37) и её производные Интегрирующий множитель (рис. 38)Интегрирующий множитель (рис. 39), Интегрирующий множитель (рис. 40)Интегрирующий множитель (рис. 41), …, Интегрирующий множитель (рис. 42)Интегрирующий множитель (рис. 43).
График решения дифференциального уравнения называется интегральной кривой.
Уравнение считается проинтегрированным, если его решение найдено в явном виде Интегрирующий множитель (рис. 44)Интегрирующий множитель (рис. 45) или определяется неявно уравнением вида Интегрирующий множитель (рис. 46)Интегрирующий множитель (рис. 47) независимо от того, удается ли разрешить это уравнение относительно неизвестной функции или нет. Уравнение Интегрирующий множитель (рис. 48)Интегрирующий множитель (рис. 49), которое определяет решение Интегрирующий множитель (рис. 50)Интегрирующий множитель (рис. 51) дифференциального уравнения, называется интегралом этого дифференциального уравнения.

.2 Понятие об уравнении в полных дифференциалах

Рассмотрим такой тип уравнений, которые не всегда допускают интегрирование в квадратурах. Этот тип, вследствие того, что к нему сводятся многие другие уравнения, имеет важное значение в теории дифференциальных уравнений. Речь идет об уравнении в полных дифференциалах. Так называется уравнение

Интегрирующий множитель (рис. 52)Интегрирующий множитель (рис. 53), (1.4)

левая часть которого представляет собой полный дифференциал некоторой функции Интегрирующий множитель (рис. 54)Интегрирующий множитель (рис. 55) от Интегрирующий множитель (рис. 56)Интегрирующий множитель (рис. 57) и Интегрирующий множитель (рис. 58)Интегрирующий множитель (рис. 59), т.е.

Интегрирующий множитель (рис. 60)Интегрирующий множитель (рис. 61). (1.5)

Относительно функций Интегрирующий множитель (рис. 62)Интегрирующий множитель (рис. 63) и Интегрирующий множитель (рис. 64)Интегрирующий множитель (рис. 65) мы будем предполагать, что они непрерывны по обеим переменным в некоторой области.
Уравнение в полных дифференциалах можно записать так:

Интегрирующий множитель (рис. 66)Интегрирующий множитель (рис. 67). (1.6)

Поэтому общий интеграл его имеет вид

Интегрирующий множитель (рис. 68)Интегрирующий множитель (рис. 69). (1.7)

При этом функция Интегрирующий множитель (рис. 70)Интегрирующий множитель (рис. 71) является интегралом уравнения (1.4).
Особых решений уравнение в полных дифференциалах, очевидно, не имеет. Пример 1. Рассмотрим уравнение

Интегрирующий множитель (рис. 72)Интегрирующий множитель (рис. 73). (1.8)

Левая часть этого уравнения представляет собой полный дифференциал функции
Интегрирующий множитель (рис. 74)Интегрирующий множитель (рис. 75). (1.9)

Поэтому общий интеграл рассматриваемого уравнения имеет вид

Интегрирующий множитель (рис. 76)Интегрирующий множитель (рис. 77), или Интегрирующий множитель (рис. 78)Интегрирующий множитель (рис. 79). (1.10)

Пример 2. Возьмем уравнение

Интегрирующий множитель (рис. 80)Интегрирующий множитель (рис. 81). (1.11)

Раскроем скобки и сгруппируем член так, чтобы каждая группа представляла собой полный дифференциал:

Интегрирующий множитель (рис. 82)Интегрирующий множитель (рис. 83). (1.12)
Интегрирующий множитель (рис. 84)Интегрирующий множитель (рис. 85). (1.13)

Заменяя сумму дифференциалов на дифференциал суммы, получаем:

Интегрирующий множитель (рис. 86)Интегрирующий множитель (рис. 87), Интегрирующий множитель (рис. 88)Интегрирующий множитель (рис. 89). (1.14)

Следовательно, уравнение (1.11) является уравнением в полных дифференциалах, а равенство

Интегрирующий множитель (рис. 90)Интегрирующий множитель (рис. 91) (1.15)

есть его общий интеграл.
Ясно, что построение функции Интегрирующий множитель (рис. 92)Интегрирующий множитель (рис. 93) подобной группировкой слагаемых возможно лишь в том случае, если заранее известно, что левая часть уравнения представляет собою полный дифференциал. Но даже тогда когда это и известно, нам не всегда удается легко поободрать соответствующую группировку слагаемых.
Поэтому возникают два вопроса:
) Как узнать по виду уравнения (1.4), является ли оно уравнение в полных дифференциалах?
) В случае положительного ответа на первый вопрос, как построить функцию Интегрирующий множитель (рис. 94)Интегрирующий множитель (рис. 95) и, следовательно, общий интеграл уравнения (1.4)?

.3 Признак уравнения в полных дифференциалах. Построение общего интеграла

Предположим, что функции Интегрирующий множитель (рис. 96)Интегрирующий множитель (рис. 97) и Интегрирующий множитель (рис. 98)Интегрирующий множитель (рис. 99) имеют непрерывные частные производные соответственно по Интегрирующий множитель (рис. 100)Интегрирующий множитель (рис. 101) и по Интегрирующий множитель (рис. 102)Интегрирующий множитель (рис. 103). Пусть левая часть уравнения (1.4) представляет собою полный дифференциал, т.е.

Интегрирующий множитель (рис. 104)Интегрирующий множитель (рис. 105).

Это равносильно тому, что имеют место тождества

Интегрирующий множитель (рис. 106)Интегрирующий множитель (рис. 107). (1.16)

Дифференцируя первое из этих тождеств по Интегрирующий множитель (рис. 108)Интегрирующий множитель (рис. 109), а второе по Интегрирующий множитель (рис. 110)Интегрирующий множитель (рис. 111), получаем тождества

Интегрирующий множитель (рис. 112)Интегрирующий множитель (рис. 113) (1.17)

левые части полученных тождеств равны между собой, а тогда равны и правые, т.е.

Интегрирующий множитель (рис. 114)Интегрирующий множитель (рис. 115). (1.18)

Условие (1.18) является необходимым для того, чтобы левая часть уравнения (1.4) была полным дифференциалом. Покажем, что это условие является и достаточным.
Действительно, пусть условие (1.18) выполнено. Покажем, что тогда существует функция Интегрирующий множитель (рис. 116)Интегрирующий множитель (рис. 117), удовлетворяющая соотношению (1.5) или, что то же, обоим равенствам (1.16).
Будем исходить из первого из равенств (1.16):

Интегрирующий множитель (рис. 118)Интегрирующий множитель (рис. 119). (1.19)

Нетрудно убедиться, что ему удовлетворяет функция

Интегрирующий множитель (рис. 120)Интегрирующий множитель (рис. 121), (1.20)

где Интегрирующий множитель (рис. 122)Интегрирующий множитель (рис. 123) - произвольная функция от Интегрирующий множитель (рис. 124)Интегрирующий множитель (рис. 125), которую мы будем считать дифференцируемой и выберем её так, чтобы функция (1.20) удовлетворяла и второму равенству (1.16), т.е. чтобы

Интегрирующий множитель (рис. 126)Интегрирующий множитель (рис. 127), (1.21)
Интегрирующий множитель (рис. 128)Интегрирующий множитель (рис. 129). (1.22)

Используя условие (1.18), перепишем это равенство так:

Интегрирующий множитель (рис. 130)Интегрирующий множитель (рис. 131). (1.23)

Выполняя интегрирование, получаем:

Интегрирующий множитель (рис. 132)Интегрирующий множитель (рис. 133)
Интегрирующий множитель (рис. 134)Интегрирующий множитель (рис. 135),

откуда

Интегрирующий множитель (рис. 136)Интегрирующий множитель (рис. 137),

следовательно,

Интегрирующий множитель (рис. 138)Интегрирующий множитель (рис. 139), (1.24)

где Интегрирующий множитель (рис. 140)Интегрирующий множитель (рис. 141) - уже произвольная постоянная. Подставляя найденное выражение функции Интегрирующий множитель (рис. 142)Интегрирующий множитель (рис. 143) в формулу (1.20), получаем искомую функцию Интегрирующий множитель (рис. 144)Интегрирующий множитель (рис. 145):

Интегрирующий множитель (рис. 146)Интегрирующий множитель (рис. 147), (1.25)
что и доказывает достаточность условия (1.18). Итак, тождественное выполнение равенства (1.18) является необходимым и достаточным признаком уравнения в полных дифференциалах.
Взяв одну из функций (1.25), например, ту, у которой Интегрирующий множитель (рис. 148)Интегрирующий множитель (рис. 149), и приравняв её произвольной постоянной Интегрирующий множитель (рис. 150)Интегрирующий множитель (рис. 151), получим общий интеграл уравнения (1.4) в следующем виде:

Интегрирующий множитель (рис. 152)Интегрирующий множитель (рис. 153). (1.26)

Если при построении функции Интегрирующий множитель (рис. 154)Интегрирующий множитель (рис. 155) брать за исходное второе из равенств (1.16), то мы получим для общего интеграла симметричное выражение

Интегрирующий множитель (рис. 156)Интегрирующий множитель (рис. 157). (1.27)

В формулах (1.26) и (1.27) нижние пределы интегрирования Интегрирующий множитель (рис. 158)Интегрирующий множитель (рис. 159) и Интегрирующий множитель (рис. 160)Интегрирующий множитель (рис. 161) можно выбирать произвольно, но так, чтобы получающиеся интегралы имели смысл. Удачный выбор Интегрирующий множитель (рис. 162)Интегрирующий множитель (рис. 163) и Интегрирующий множитель (рис. 164)Интегрирующий множитель (рис. 165) во многих случаях облегчает задачу интегрирования уравнения.
Пример 1. Рассмотрим снова уравнение (1.11):

Интегрирующий множитель (рис. 166)Интегрирующий множитель (рис. 167).
Интегрирующий множитель (рис. 168)Интегрирующий множитель (рис. 169), Интегрирующий множитель (рис. 170)Интегрирующий множитель (рис. 171), Интегрирующий множитель (рис. 172)Интегрирующий множитель (рис. 173), Интегрирующий множитель (рис. 174)Интегрирующий множитель (рис. 175), (1.28)

так что условие (1.18) выполнено. Для получения общего интеграла воспользуемся формулой (1.26), где положим Интегрирующий множитель (рис. 176)Интегрирующий множитель (рис. 177), тогда получим

Интегрирующий множитель (рис. 178)Интегрирующий множитель (рис. 179). (1.29)

Выполняя интегрирование, получим общий интеграл опять в виде (12).
Пример 2. Дано уравнение

Интегрирующий множитель (рис. 180)Интегрирующий множитель (рис. 181). (1.30)

Условие (1.18) выполнено. Применим формулу (1.26), положив Интегрирующий множитель (рис. 182)Интегрирующий множитель (рис. 183), Интегрирующий множитель (рис. 184)Интегрирующий множитель (рис. 185), получим:

Интегрирующий множитель (рис. 186)Интегрирующий множитель (рис. 187), Интегрирующий множитель (рис. 188)Интегрирующий множитель (рис. 189). (1.31)

(Мы не можем полагать Интегрирующий множитель (рис. 190)Интегрирующий множитель (рис. 191), так как второй из интегралов оказался бы расходящимся).

Глава 2. Интегрирующий множитель. Простейшие случаи нахождения интегрирующего множителя

.1 Общая теория

Уравнение в полных дифференциалах всегда интегрируется в квадратурах. Поэтому естественно возникает вопрос: нельзя ли уравнение не в полных дифференциалах привести к виду уравнения в полных дифференциалах? Оказывается, что во многих случаях это можно сделать. А именно, удается найти функцию Интегрирующий множитель (рис. 192)Интегрирующий множитель (рис. 193), после умножения на которую уравнение

Интегрирующий множитель (рис. 194)Интегрирующий множитель (рис. 195) (2.1)

преобразуется в уравнение

Интегрирующий множитель (рис. 196)Интегрирующий множитель (рис. 197) (2.2)

в полных дифференциалах, т.е.

Интегрирующий множитель (рис. 198)Интегрирующий множитель (рис. 199). (2.3)

Такая функция Интегрирующий множитель (рис. 200)Интегрирующий множитель (рис. 201) называется интегрирующим множителем, а функция Интегрирующий множитель (рис. 202)Интегрирующий множитель (рис. 203) - соответствующим ему интегралом уравнения (2.1). Общий интеграл уравнения (2.1) дается равенством

Интегрирующий множитель (рис. 204)Интегрирующий множитель (рис. 205). (2.4)
Применяя признак полного дифференциала к уравнению (2.2), находим, что интегрирующий множитель Интегрирующий множитель (рис. 206)Интегрирующий множитель (рис. 207) должен удовлетворять уравнению

Интегрирующий множитель (рис. 208)Интегрирующий множитель (рис. 209). (2.5)

Запишем это уравнение в развернутом виде:

Интегрирующий множитель (рис. 210)Интегрирующий множитель (рис. 211),
Интегрирующий множитель (рис. 212)Интегрирующий множитель (рис. 213). (2.6)

Это - уравнение с частными производными с известной функцией Интегрирующий множитель (рис. 214)Интегрирующий множитель (рис. 215).
Тем самым мы выясняли роль интегрирующего множителя для получения уравнения в полных дифференциалах. Докажем, что при некоторых условиях, гарантирующих существование общего интеграла существует и интегрирующий множитель.
Теорема (о существовании интегрирующего множителя). Если уравнение

Интегрирующий множитель (рис. 216)Интегрирующий множитель (рис. 217) (2.7)
Интегрирующий множитель (рис. 218)Интегрирующий множитель (рис. 219) (2.8)

в некоторой области Интегрирующий множитель (рис. 220)Интегрирующий множитель (рис. 221), не содержащей внутри себя точек, где Интегрирующий множитель (рис. 222)Интегрирующий множитель (рис. 223) и Интегрирующий множитель (рис. 224)Интегрирующий множитель (рис. 225) обращаются одновременно в нуль, причем функция Интегрирующий множитель (рис. 226)Интегрирующий множитель (рис. 227) имеет и интегрирующий множитель.
Действительно, так как Интегрирующий множитель (рис. 228)Интегрирующий множитель (рис. 229) есть общий интеграл уравнения (2.7), то Интегрирующий множитель (рис. 230)Интегрирующий множитель (рис. 231) в силу этого уравнения, т.е. мы имеем:
Интегрирующий множитель (рис. 232)Интегрирующий множитель (рис. 233), (2.9)

где Интегрирующий множитель (рис. 234)Интегрирующий множитель (рис. 235) определяется уравнением (2.7), так что Интегрирующий множитель (рис. 236)Интегрирующий множитель (рис. 237) и Интегрирующий множитель (рис. 238)Интегрирующий множитель (рис. 239) удовлетворяют системе уравнений:

Интегрирующий множитель (рис. 240)Интегрирующий множитель (рис. 241) (2.10)

Эта однородная система имеет ненулевое решение (ибо Интегрирующий множитель (рис. 242)Интегрирующий множитель (рис. 243), как дифференциал независимой переменной произволен). Поэтому

Интегрирующий множитель (рис. 244)Интегрирующий множитель (рис. 245) (2.11)
Интегрирующий множитель (рис. 246)Интегрирующий множитель (рис. 247). (2.12)
Интегрирующий множитель (рис. 248)Интегрирующий множитель (рис. 249) , Интегрирующий множитель (рис. 250)Интегрирующий множитель (рис. 251). (2.13)
Интегрирующий множитель (рис. 252)Интегрирующий множитель (рис. 253), (2.14)

т.е. левая часть уравнения (2.7) становиться полным дифференциалом после умножения на функцию Интегрирующий множитель (рис. 254)Интегрирующий множитель (рис. 255), определяемую равенством (2.12). Следовательно, Интегрирующий множитель (рис. 256)Интегрирующий множитель (рис. 257) есть интегрирующий множитель уравнения (2.7).
Пример 1. Дано уравнение

Интегрирующий множитель (рис. 258)Интегрирующий множитель (рис. 259). (2.15)

Интегрируя это линейное уравнение, получаем общий интеграл в виде
Интегрирующий множитель (рис. 260)Интегрирующий множитель (рис. 261). (2.16)

Отсюда, согласно (2.12):

Интегрирующий множитель (рис. 262)Интегрирующий множитель (рис. 263). (2.17)

С другой стороны, наше уравнение есть однородное. Поэтому оно имеет интегрирующий множитель

Интегрирующий множитель (рис. 264)Интегрирующий множитель (рис. 265), (2.18)

а соответствующим ему общим интегралом будет

Интегрирующий множитель (рис. 266)Интегрирующий множитель (рис. 267). (2.19)

В рассмотренном примере мы нашли два интегрирующих множителя для одного и того же уравнения. Кроме того, бросается в глаза связь между найденными интегралами: Интегрирующий множитель (рис. 268)Интегрирующий множитель (рис. 269). Эти свойства «неединственности» интегрирующего множителя и наличия зависимости между интегралами одного и того же уравнения имеют место и для всякого уравнения, у которого обеспечено существование общего интеграла.
Теорема (о неединственности интегрирующего множителя). Если Интегрирующий множитель (рис. 270)Интегрирующий множитель (рис. 271) есть интегрирующий множитель уравнения (2.1), а Интегрирующий множитель (рис. 272)Интегрирующий множитель (рис. 273) соответствующий ему интеграл, то
Интегрирующий множитель (рис. 274)Интегрирующий множитель (рис. 275), (2.20)

где Интегрирующий множитель (рис. 276)Интегрирующий множитель (рис. 277) - любая непрерывная функция тоже является интегрирующим множителем уравнения (2.1). Действительно, умножая левую часть уравнения (2.1) на функцию (2.20) получаем:

Интегрирующий множитель (рис. 278)
Интегрирующий множитель (рис. 279)Интегрирующий множитель (рис. 280). (2.21)

Левая часть уравнения стала полным дифференциалом функции Интегрирующий множитель (рис. 281)Интегрирующий множитель (рис. 282), следовательно, функция Интегрирующий множитель (рис. 283)Интегрирующий множитель (рис. 284), определяемая формулой (2.20), есть интегрирующий множитель уравнения (2.1). Так как функция Интегрирующий множитель (рис. 285)Интегрирующий множитель (рис. 286) произвольная, то мы имеем бесчисленное множество интегрирующих множителей.
Возникает вопрос: содержатся ли все интегрирующие множители в формуле (2.20)?
Заметим, что так как каждому интегралу уравнения (2.1) соответствует некоторый интегрирующий множитель и обратно - каждому интегрирующему множителю, по самому определению, соответствует некоторый интеграл уравнения (2.1), то естественно ожидать, что зависимость между интегрирующими множителями есть следствие зависимости между интегралами уравнения (2.1).
Теорема (об общем виде интегрирующего множителя и её следствие). Два любых интегрирующих множителя Интегрирующий множитель (рис. 287)Интегрирующий множитель (рис. 288) и Интегрирующий множитель (рис. 289)Интегрирующий множитель (рис. 290) уравнения (2.1): Интегрирующий множитель (рис. 291)Интегрирующий множитель (рис. 292), связаны соотношением (2.20):

Интегрирующий множитель (рис. 293)Интегрирующий множитель (рис. 294).
Пусть Интегрирующий множитель (рис. 295)Интегрирующий множитель (рис. 296) и Интегрирующий множитель (рис. 297)Интегрирующий множитель (рис. 298) - интегралы, соответствующие интегрирующим множителям Интегрирующий множитель (рис. 299)Интегрирующий множитель (рис. 300) и Интегрирующий множитель (рис. 301)Интегрирующий множитель (рис. 302), т.е. имеем равенства:

Интегрирующий множитель (рис. 303)Интегрирующий множитель (рис. 304) (2.22)

Деля второе из этих равенств на первое, получаем:

Интегрирующий множитель (рис. 305)Интегрирующий множитель (рис. 306). (2.23)

Так как, Интегрирующий множитель (рис. 307)Интегрирующий множитель (рис. 308), причем Ф - непрерывно дифференцируемая функция, то

Интегрирующий множитель (рис. 309)Интегрирующий множитель (рис. 310),

откуда ясно, что Интегрирующий множитель (рис. 311)Интегрирующий множитель (рис. 312) и Интегрирующий множитель (рис. 313)Интегрирующий множитель (рис. 314) связанны соотношением (2.20). Теперь мы можем утверждать, что все интегрирующие множители уравнения (2.1) содержатся в формуле (2.20).
Заметим, что в этой формуле мы можем заменить интеграл Интегрирующий множитель (рис. 315)Интегрирующий множитель (рис. 316) любым интегралом Интегрирующий множитель (рис. 317)Интегрирующий множитель (рис. 318), ибо любой интеграл уравнения является функцией от Интегрирующий множитель (рис. 319)Интегрирующий множитель (рис. 320), а функцию Интегрирующий множитель (рис. 321)Интегрирующий множитель (рис. 322) всё равно произвольна, так что Интегрирующий множитель (рис. 323)Интегрирующий множитель (рис. 324) будет произвольной функцией от Интегрирующий множитель (рис. 325)Интегрирующий множитель (рис. 326).
Следствие. Если Интегрирующий множитель (рис. 327)Интегрирующий множитель (рис. 328) и Интегрирующий множитель (рис. 329)Интегрирующий множитель (рис. 330) - два существенно различных интегрирующих множителя уравнения (2.1), то равенство

Интегрирующий множитель (рис. 331)Интегрирующий множитель (рис. 332) (2.24)
является общим интегралом уравнения (2.1).
В самом деле, согласно формуле (2.20), мы имеем:

Интегрирующий множитель (рис. 333)Интегрирующий множитель (рис. 334). (2.25)

Равенство Интегрирующий множитель (рис. 335)Интегрирующий множитель (рис. 336) есть общий интеграл уравнения (2.1), следовательно, и (2.24) есть общий интеграл этого уравнения.
В частности, если уравнение (2.1) есть уравнение в полных дифференциалах и известен интегрирующий множитель Интегрирующий множитель (рис. 337)Интегрирующий множитель (рис. 338), отличный от постоянной, то Интегрирующий множитель (рис. 339)Интегрирующий множитель (рис. 340) есть общий интеграл этого уравнения, так как за Интегрирующий множитель (рис. 341)Интегрирующий множитель (рис. 342) можно взять 1. Например, если уравнение (2.1):

Интегрирующий множитель (рис. 343)

однородное и в полных дифференциалах, то его общий интеграл дается равенством

Интегрирующий множитель (рис. 344)Интегрирующий множитель (рис. 345), (2.26)

если только левая часть этого равенства не обращается тождественно в постоянную величину.
Пример 2. Дано уравнение

Интегрирующий множитель (рис. 346)Интегрирующий множитель (рис. 347). (2.27)
Интегрирующий множитель (рис. 348)Интегрирующий множитель (рис. 349), Интегрирующий множитель (рис. 350)Интегрирующий множитель (рис. 351), поэтому Интегрирующий множитель (рис. 352)Интегрирующий множитель (рис. 353) - общий интеграл.

Пример 3.
Интегрирующий множитель (рис. 354)Интегрирующий множитель (рис. 355). (2.28)

Это уравнение однородное и в полных дифференциалах. Поэтому Интегрирующий множитель (рис. 356)Интегрирующий множитель (рис. 357) есть общий интеграл.

.2 Один общий способ нахождения интегрирующего множителя

Предположим, что левую часть уравнения

Интегрирующий множитель (рис. 358)Интегрирующий множитель (рис. 359) (2.29)

можно разбить на две группы:

Интегрирующий множитель (рис. 360)Интегрирующий множитель (рис. 361), (2.30)

причем так, чтобы для каждой группы можно было легко найти интегрирующий множитель. Пусть Интегрирующий множитель (рис. 362)Интегрирующий множитель (рис. 363) и Интегрирующий множитель (рис. 364)Интегрирующий множитель (рис. 365) - эти множители, а Интегрирующий множитель (рис. 366)Интегрирующий множитель (рис. 367) и Интегрирующий множитель (рис. 368)Интегрирующий множитель (рис. 369) - соответствующие им интегралы. Тогда, согласно (2.20) из п.2.1, все интегрирующие множители первой группы содержаться в формуле

Интегрирующий множитель (рис. 370)Интегрирующий множитель (рис. 371), (2.31)

а все интегрирующие множители второй группы - в формуле

Интегрирующий множитель (рис. 372)Интегрирующий множитель (рис. 373). (2.32)

Если удастся выбрать произвольные функции Интегрирующий множитель (рис. 374)Интегрирующий множитель (рис. 375) и Интегрирующий множитель (рис. 376)Интегрирующий множитель (рис. 377) так, чтобы

Интегрирующий множитель (рис. 378)Интегрирующий множитель (рис. 379) (2.33)

(причем одну из функций Интегрирующий множитель (рис. 380)Интегрирующий множитель (рис. 381) и Интегрирующий множитель (рис. 382)Интегрирующий множитель (рис. 383) можно полагать равной единице), тогда Интегрирующий множитель (рис. 384)Интегрирующий множитель (рис. 385) будет интегрирующим множителем всего уравнения (2.29). Заметим, что группы, на которые мы разбиваем левую часть уравнения (2.29), не обязательно должны быть полными, т.е. содержать и Интегрирующий множитель (рис. 386)Интегрирующий множитель (рис. 387), и Интегрирующий множитель (рис. 388)Интегрирующий множитель (рис. 389).
Пример 1. Рассмотрим уравнение

Интегрирующий множитель (рис. 390)Интегрирующий множитель (рис. 391). (2.34)

Разобьем левую часть на две группы:

Интегрирующий множитель (рис. 392)Интегрирующий множитель (рис. 393). (2.35)

Находим для каждой группы интегрирующие множители и соответствующие им интегралы:

Интегрирующий множитель (рис. 394)Интегрирующий множитель (рис. 395), Интегрирующий множитель (рис. 396)Интегрирующий множитель (рис. 397); Интегрирующий множитель (рис. 398)Интегрирующий множитель (рис. 399), Интегрирующий множитель (рис. 400)Интегрирующий множитель (рис. 401). (2.36)

Условие (2.33) принимает вид

Интегрирующий множитель (рис. 402)Интегрирующий множитель (рис. 403). (2.37)

Возьмем Интегрирующий множитель (рис. 404)Интегрирующий множитель (рис. 405), Интегрирующий множитель (рис. 406)Интегрирующий множитель (рис. 407), тогда Интегрирующий множитель (рис. 408)Интегрирующий множитель (рис. 409). Следовательно, Интегрирующий множитель (рис. 410)Интегрирующий множитель (рис. 411). Умножая данное уравнение на найденный интегрирующий множитель и используя формулу (1.26) из п.1.3, полагая в ней Интегрирующий множитель (рис. 412)Интегрирующий множитель (рис. 413), найдем общий интеграл:

Интегрирующий множитель (рис. 414)Интегрирующий множитель (рис. 415), Интегрирующий множитель (рис. 416)Интегрирующий множитель (рис. 417). (2.38)

Пример 2. Дано уравнение

Интегрирующий множитель (рис. 418)Интегрирующий множитель (рис. 419). (2.39)

Разобьем левую часть на две группы:

Интегрирующий множитель (рис. 420)Интегрирующий множитель (рис. 421). (2.40)

Для первой группы, состоящей из одного слагаемого, очевидно, интегрирующий множитель равен 1, ибо Интегрирующий множитель (рис. 422)Интегрирующий множитель (рис. 423) есть полный дифференциал от Интегрирующий множитель (рис. 424)Интегрирующий множитель (рис. 425), общим решением уравнения Интегрирующий множитель (рис. 426)Интегрирующий множитель (рис. 427) является Интегрирующий множитель (рис. 428)Интегрирующий множитель (рис. 429) или Интегрирующий множитель (рис. 430)Интегрирующий множитель (рис. 431), так что мы имеем Интегрирующий множитель (рис. 432)Интегрирующий множитель (рис. 433), Интегрирующий множитель (рис. 434)Интегрирующий множитель (рис. 435). Для второй группы легко найти интегрирующий множитель, так как соответствующее её уравнение Интегрирующий множитель (рис. 436)Интегрирующий множитель (рис. 437) есть уравнение с разделяющими переменными. Мы имеем здесь Интегрирующий множитель (рис. 438)Интегрирующий множитель (рис. 439), Интегрирующий множитель (рис. 440)Интегрирующий множитель (рис. 441). Составим соотношение (2.33). Имеем:

Интегрирующий множитель (рис. 442)Интегрирующий множитель (рис. 443). (2.41)

Чтобы правая часть была функцией только одного Интегрирующий множитель (рис. 444)Интегрирующий множитель (рис. 445), возьмем Интегрирующий множитель (рис. 446)Интегрирующий множитель (рис. 447). Тогда Интегрирующий множитель (рис. 448)Интегрирующий множитель (рис. 449). Умножая уравнение (2.39) на Интегрирующий множитель (рис. 450)Интегрирующий множитель (рис. 451) и используя формулу (1.27) из п.1.3, полагая в ней Интегрирующий множитель (рис. 452)Интегрирующий множитель (рис. 453), Интегрирующий множитель (рис. 454)Интегрирующий множитель (рис. 455), найдем общий интеграл:

Интегрирующий множитель (рис. 456)Интегрирующий множитель (рис. 457). (2.42)

.3 Случай интегрирующего множителя, зависящего только от Интегрирующий множитель (рис. 458)Интегрирующий множитель (рис. 459) и только от Интегрирующий множитель (рис. 460)Интегрирующий множитель (рис. 461)

Предположим, что уравнение (2.29) имеет интегрирующий множитель, зависящий только от Интегрирующий множитель (рис. 462)Интегрирующий множитель (рис. 463), Интегрирующий множитель (рис. 464)Интегрирующий множитель (рис. 465). В этом случае Интегрирующий множитель (рис. 466)Интегрирующий множитель (рис. 467), так что уравнение

Интегрирующий множитель (рис. 468)Интегрирующий множитель (рис. 469) (2.43)

принимает вид

Интегрирующий множитель (рис. 470)Интегрирующий множитель (рис. 471), (2.44)
Интегрирующий множитель (рис. 472)Интегрирующий множитель (рис. 473). (2.45)

Отсюда следует, что для существования интегрирующего множителя вида Интегрирующий множитель (рис. 474)Интегрирующий множитель (рис. 475) необходимо и достаточно, чтобы коэффициент при Интегрирующий множитель (рис. 476)Интегрирующий множитель (рис. 477) представлял собою функцию только от Интегрирующий множитель (рис. 478)Интегрирующий множитель (рис. 479), т.е.

Интегрирующий множитель (рис. 480)Интегрирующий множитель (рис. 481). (2.46)
Если это условие выполняется, то мы имеем:

Интегрирующий множитель (рис. 482)Интегрирующий множитель (рис. 483), (2.47)

следовательно, функция

Интегрирующий множитель (рис. 484)Интегрирующий множитель (рис. 485) (2.48)

является интегрирующим множителем уравнения (2.29).
Пример 1. Найдем интегрирующий множитель линейного уравнения

Интегрирующий множитель (рис. 486)Интегрирующий множитель (рис. 487). (2.49)

Перепишем это уравнение в дифференциальной форме:

Интегрирующий множитель (рис. 488)Интегрирующий множитель (рис. 489).

Проверяя выполнение условия (2.46), имеем:

Интегрирующий множитель (рис. 490)Интегрирующий множитель (рис. 491).

Следовательно, функция

Интегрирующий множитель (рис. 492)Интегрирующий множитель (рис. 493) (2.50)

есть интегрирующий множитель линейного уравнения.
Пример 2. Решить уравнение
Интегрирующий множитель (рис. 494)Интегрирующий множитель (рис. 495).

Очевидно, что данное уравнение не является уравнением в полных дифференциалах. Попытаемся найти интегрирующий множитель Интегрирующий множитель (рис. 496)Интегрирующий множитель (рис. 497). Поскольку выражение

Интегрирующий множитель (рис. 498)

не зависит от Интегрирующий множитель (рис. 499)Интегрирующий множитель (рис. 500), то уравнение для определения Интегрирующий множитель (рис. 501)Интегрирующий множитель (рис. 502) примет вид

Интегрирующий множитель (рис. 503)

Данное уравнение является уравнением с разделяющимися переменными одним из решением которого, является функция Интегрирующий множитель (рис. 504)Интегрирующий множитель (рис. 505). Умножая обе части исходного уравнения на интегрирующий множитель Интегрирующий множитель (рис. 506)Интегрирующий множитель (рис. 507), получаем уравнение в полных дифференциалах:

Интегрирующий множитель (рис. 508)

Интегрируя его, находим общее решение:

Интегрирующий множитель (рис. 509)

Найдем условие, при котором интегрирующий множитель зависит только от Интегрирующий множитель (рис. 510)Интегрирующий множитель (рис. 511): Интегрирующий множитель (рис. 512)Интегрирующий множитель (рис. 513). в этом случае уравнение (2.43) принимает вид
Интегрирующий множитель (рис. 514)Интегрирующий множитель (рис. 515), (2.51)
Интегрирующий множитель (рис. 516)Интегрирующий множитель (рис. 517). (2.52)

Если коэффициент при Интегрирующий множитель (рис. 518)Интегрирующий множитель (рис. 519) является функцией только от Интегрирующий множитель (рис. 520)Интегрирующий множитель (рис. 521), т.е.

Интегрирующий множитель (рис. 522)Интегрирующий множитель (рис. 523), (2.53)

то интегрирующий множитель дается формулой

Интегрирующий множитель (рис. 524)Интегрирующий множитель (рис. 525). (2.54)

Пример 3. Решить дифференциальное уравнение

Интегрирующий множитель (рис. 526)
Интегрирующий множитель (рис. 527)Интегрирующий множитель (рис. 528).

А значит, интегрирующий множитель существует и равен

Интегрирующий множитель (рис. 529)Интегрирующий множитель (рис. 530).

Умножим исходное уравнение на Интегрирующий множитель (рис. 531)Интегрирующий множитель (рис. 532), получим

Интегрирующий множитель (рис. 533)Интегрирующий множитель (рис. 534).

Это уравнение в полных дифференциалах и оно интегрируется обычным образом.

2.4 Случай интегрирующего множителя вида Интегрирующий множитель (рис. 535)Интегрирующий множитель (рис. 536)

Рассмотрим более общий случай, когда интегрирующий множитель представляет собой функцию от заданной функции Интегрирующий множитель (рис. 537)Интегрирующий множитель (рис. 538) переменных Интегрирующий множитель (рис. 539)Интегрирующий множитель (рис. 540) и Интегрирующий множитель (рис. 541)Интегрирующий множитель (рис. 542): Интегрирующий множитель (рис. 543)Интегрирующий множитель (рис. 544).
В этом случае уравнение (2.43) для интегрирующего множителя можно переписать так:

Интегрирующий множитель (рис. 545)Интегрирующий множитель (рис. 546) (2.55)
Интегрирующий множитель (рис. 547)Интегрирующий множитель (рис. 548). (2.56)

Если коэффициент при Интегрирующий множитель (рис. 549)Интегрирующий множитель (рис. 550) представляет собою функцию только от Интегрирующий множитель (рис. 551)Интегрирующий множитель (рис. 552):

Интегрирующий множитель (рис. 553)Интегрирующий множитель (рис. 554), (2.57)
Интегрирующий множитель (рис. 555)Интегрирующий множитель (рис. 556). (2.58)

Случаи интегрирующего множителя, зависящего только от Интегрирующий множитель (рис. 557)Интегрирующий множитель (рис. 558) или только от Интегрирующий множитель (рис. 559)Интегрирующий множитель (рис. 560), содержаться в рассматриваемом случае при Интегрирующий множитель (рис. 561)Интегрирующий множитель (рис. 562), Интегрирующий множитель (рис. 563)Интегрирующий множитель (рис. 564).
Пользуясь условием (2.57), мы можем найти условие существования интегрирующего множителя наперед заданного вида.
Например, интегрирующий множитель, зависящий только от произведения Интегрирующий множитель (рис. 565)Интегрирующий множитель (рис. 566) существует, если

Интегрирующий множитель (рис. 567)Интегрирующий множитель (рис. 568) (здесь Интегрирующий множитель (рис. 569)Интегрирующий множитель (рис. 570)). (2.59)

Условие существования интегрирующего множителя, имеющего вид Интегрирующий множитель (рис. 571)Интегрирующий множитель (рис. 572), запишется так:

Интегрирующий множитель (рис. 573)Интегрирующий множитель (рис. 574) (Интегрирующий множитель (рис. 575)Интегрирующий множитель (рис. 576)). (2.60)

Пример 1. Решить уравнение Интегрирующий множитель (рис. 577)Интегрирующий множитель (рис. 578)
Очевидно, найти интегрирующий множитель, зависящий только от одной переменной нельзя. Будем искать интегрирующий множитель в виде Интегрирующий множитель (рис. 579)Интегрирующий множитель (рис. 580).
ПустьИнтегрирующий множитель (рис. 581)Интегрирующий множитель (рис. 582), тогда уравнение для нахождения Интегрирующий множитель (рис. 583)Интегрирующий множитель (рис. 584)примет вид

Интегрирующий множитель (рис. 585)Интегрирующий множитель (рис. 586),
Интегрирующий множитель (рис. 587)

Умножая обе части исходного уравнения на данный интегрирующий множитель, получаем уравнение в полных дифференциалах:
Интегрирующий множитель (рис. 588)

Интегрируя полученное уравнение, находим общее решение:

Интегрирующий множитель (рис. 589)

.5 Интегрирующий множитель и особые решения

Зная интегрирующий множитель, мы можем найти не только общий интеграл уравнения, но также и все особые решения. Действительно, пусть дано уравнение (2.29):

Интегрирующий множитель (рис. 590)

и известно, что Интегрирующий множитель (рис. 591)Интегрирующий множитель (рис. 592) есть его интегрирующий множитель, так что

Интегрирующий множитель (рис. 593)Интегрирующий множитель (рис. 594).

Тогда мы имеем:

Интегрирующий множитель (рис. 595)Интегрирующий множитель (рис. 596). (2.61)

Поэтому данное уравнение можно переписать так:

Интегрирующий множитель (рис. 597)Интегрирующий множитель (рис. 598). (2.62)
Это уравнение распадается на два:

Интегрирующий множитель (рис. 599)Интегрирующий множитель (рис. 600). (2.63)

Первое из них приводит к общему интегралу Интегрирующий множитель (рис. 601)Интегрирующий множитель (рис. 602), а второе может привести к особому решению. Итак, особым решением уравнения может быть только такое решение, вдоль которого интегрирующий множитель обращается в бесконечность.
Отсюда получаем простое правило нахождения особых решений:
) найти линии, вдоль которых Интегрирующий множитель (рис. 603)Интегрирующий множитель (рис. 604) обращается в Интегрирующий множитель (рис. 605)Интегрирующий множитель (рис. 606);
) проверить, являются ли найденные линии интегральными кривыми, т.е. представляют ли они рения уравнений;
) проверить, содержится ли найденные решения в общем решении или нет.
Т.е. из найденных решений, которые не содержаться в общем решении, и будут особыми решениями. Если окажется, что Интегрирующий множитель (рис. 607)Интегрирующий множитель (рис. 608) не обращается в бесконечность (или обращается в бесконечность лишь в отдельных точках), то уравнение не имеет особых решений. Отсюда, в частности, опять получаем, что линейное уравнение Интегрирующий множитель (рис. 609)Интегрирующий множитель (рис. 610), где Интегрирующий множитель (рис. 611)Интегрирующий множитель (рис. 612) - непрерывная функция, не имеет особых решений, так как его интегрирующий множитель (2.54) не обращается в бесконечность в промежутке непрерывности Интегрирующий множитель (рис. 613)Интегрирующий множитель (рис. 614).
Исследуем при помощи интегрирующего множителя вопрос об особых решениях уравнения с разделяющими переменными и однородного уравнения.

2.6 Интегрирующий множитель уравнения с разделяющимися переменными

Уравнение (2.29) называется уравнением с разделяющимися переменными, если функции Интегрирующий множитель (рис. 615)Интегрирующий множитель (рис. 616) и Интегрирующий множитель (рис. 617)Интегрирующий множитель (рис. 618) разлагаются на множители, зависящий каждый только от одной переменной:

Интегрирующий множитель (рис. 619)Интегрирующий множитель (рис. 620). (2.64)

Для решения данного уравнения необходимо умножить это уравнение на множитель

Интегрирующий множитель (рис. 621)Интегрирующий множитель (рис. 622), (2.65)

после чего получали уравнение

Интегрирующий множитель (рис. 623)Интегрирующий множитель (рис. 624), (2.66)

каждый член которого будет зависеть только от одной переменной, очевидно, получено уравнение в полных дифференциалах.
Следовательно, множитель (2.65) есть интегрирующий множитель уравнения (2.64).
Из формулы (2.65) мы видим, что интегрирующий множитель Интегрирующий множитель (рис. 625)Интегрирующий множитель (рис. 626) обращается в бесконечность лишь вдоль прямых, параллельных осям координат, определяемых уравнениями Интегрирующий множитель (рис. 627)Интегрирующий множитель (рис. 628), Интегрирующий множитель (рис. 629)Интегрирующий множитель (рис. 630), и, следовательно, только эти прямые и могут быть особыми решениями.

Заключение

Дифференциальные уравнения выступают математическими моделями различных явлений механики сплошной среды, химических реакций, электрических и магнитных явлений и др. Они представляет собой исключительно богатый содержанием, быстро развивающийся раздел математики, тесно связанный с другими областями математики и с ее приложениями.
Дифференциальным уравнением называется уравнение, содержащее производные неизвестной функции.
Если в дифференциальном уравнении неизвестная функция является функцией одной независимой переменной, то оно называется обыкновенным дифференциальным уравнением.
Решением дифференциального уравнения называется функция, которая при подстановке в дифференциальное уравнение обращает его в тождество.
Уравнение в полных дифференциалах является одним из часто встречающихся дифференциальных уравнений. Данные уравнения всегда интегрируется в квадратурах. Но если уравнение не в полных дифференциалах, то его можно привести к виду уравнения в полных дифференциалах. Для это необходимо найти функцию Интегрирующий множитель (рис. 631)Интегрирующий множитель (рис. 632), после умножения на которую исходное уравнение преобразуется в уравнение в полных дифференциалах. Такая функция Интегрирующий множитель (рис. 633)Интегрирующий множитель (рис. 634) называется интегрирующим множителем.
При соблюдении необходимых условий, гарантирующих существование общего интеграла существует и интегрирующий множитель (теорема о существовании интегрирующего множителя).
Общий интеграл имеет бесчисленное множество интегрирующих множителей. Это свойство «неединственности» интегрирующего множителя и наличия зависимости между интегралами одного и того же уравнения имеют место и для всякого уравнения, у которого обеспечено существование общего интеграла (теорема о неединственности интегрирующего множителя).
Опираясь на поставленные задачи, в данной курсовой работе так же были рассмотрены простейшие случаи нахождения интегрирующего множителя:
.случай интегрирующего множителя, зависящего только от Интегрирующий множитель (рис. 635)Интегрирующий множитель (рис. 636);
.случай интегрирующего множителя, зависящего только от Интегрирующий множитель (рис. 637)Интегрирующий множитель (рис. 638);
.случай интегрирующего множителя вида Интегрирующий множитель (рис. 639)Интегрирующий множитель (рис. 640);
.интегрирующий множитель уравнения с разделяющимися переменными;
.интегрирующий множитель и особые решения.
Последний исследуемый случай говорит о том, что зная интегрирующий множитель, можем найти не только общий интеграл уравнения, но также и все особые решения. Особым решением уравнения может быть только такое решение, вдоль которого интегрирующий множитель обращается в бесконечность.
интегрирующий множитель дифференциал
Список использованной литературы

1.Арнольд, В.И. Обыкновенные дифференциальные уравнения / В.И. Арнольд. - М. : Наука, 1971. - 240 с.
2.Кудрявцев, Л.Д. Курс математического анализа / Л.Д. Кудрявцев. - М.: Высшая школа, 1981, т. 1. - 687 с..
.Матвеев, Н.М. Методы интегрирования обыкновенных дифференциальных уравнений / Н.М. Матвеев. - СПб : Издательство Ленинградского Университета, 1955. - 650 с.
.Фихтенгольц, Г.М. Основы математического анализа / Г.М. Фихтенгольц. - Часть 1. 6-е изд., стер. - СПб: Издательство «Лань», 2005. - 448с.
.Ильин, В.А. Высшая математика: учебник для вузов / В.А. Ильин, А.В. Куркина. - М.: Проспект, 2002. - 592 с.
.Бугров Я.С. Высшая математика: учебник для вузов: в 3 т. / Я.С. Бугров, С.М. Никольский; под ред. В.А. Садовничего. - 6-е изд., стереотип. - М.: Дрофа, 2004.
7.Дифференциальные уравнения первого порядка [Электронный ресурс] / Высшая математика, Александр Емелин. - М.: 2010-2014. - Рыжим доступа: . - Дата доступа: 02.05.2014.

Комментарии:

Вы не можете оставлять комментарии. Пожалуйста, зарегистрируйтесь.