Рады, что вам понравилась статья 😊
Дадим сначала два определения.
Функция называется однородной функцией степени если для всех пар выполнено равенство .
Дифференциальное уравнение -го порядка называется однородным, если его можно записать в виде:
,
где и однородные функции одной и той же степени.
Однородное уравнение можно записать также в виде: .
Алгоритм решения однородных уравнений следующий: делаем подстановку . После преобразований получаем уравнение с разделяющимися переменными.
Приведем несколько примеров.
Пример 1 Решить уравнение Делаем замену: . После преобразования подобных членов получим уравнение с разделяющимися переменными: . Разделяем переменные и интегрируем: . Находим интеграл: . Вспоминая, что получаем общий интеграл: . Уравнения вида приводятся к однородным уравнениям. Если , то применяется замена , где подбираются так, чтобы уравнение приняло вид , после чего уравнение становится однородным. Если , то и уравнение сразу сводится к уравнению с разделяющимися переменными заменой: .
Приведем примеры:
Пример 2 Решить уравнение: Сведем уравнение к однородному уравнению. Сделаем замену и подставим в скобки: .Осталось найти и из системы: . Итак, после замены уравнение принимает вид: . Решаем полученное однородное уравнение. Сделаем замену: . После преобразований и разделения переменных получим: . Найдем интеграл в правой части: Осталось в полученный общий интеграл подставить и мы получим окончательный вид общего решения через исходные переменные.