18.08.2020
#доклад
#конференция
42

Системы линейных дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами

Рассказываем, как написать тезисы для доклада на конференцию в 2024 году.
Ссылка на ГОСТ
Фото: Rocky Widner / FilmMagic / Getty Images
Фирсов В.
Эксперт по техническим предметам
Студенческие работы от сервиса №1 в России
Поможем написать диплом, курсовую, реферат и любые другие типы работ. Сделаем качественно или вернём деньги.
Заказать
Аннотация к статье
В материале разберу основные этапы работы над курсовой и приемы, которые облегчают написание: я писал курсовые сам и помогал другим студентам.Общая рекомендация ко всему тексту — любые проблемные места лучше обсудить с научным руководителем. Здорово, если вы с ним уже знакомы — например, он ведет у вас пары. Если оставаться с ним в контакте, не понадобится переделывать работу в последний момент.
Содержание статьи

Система уравнений следующего вида

r_image11 (8)

 называется неоднородной системой линейных дифференциальных уравнений с переменными коэффициентами. Система уравнений 

r_image13 (1)

 Называется однородной. Если мы введем в рассмотрение векторы 

векторы

 и матрицу  r_image15 (1) , то неоднородная и однородная системы будут выглядеть более компактным образом:

r_image14

По форме уравнения напоминают линейные уравнения первого порядка, но их решать, конечно же, сложнее. Здесь нужно найти так называемую фундаментальную матрицу решений,

r_image17 (7)

, то есть r_image16 (2) линейно независимых решений 

r_image19 (5) 

 являющихся соответственно r_image18 -м, r_image21 -м r_image20 n -м столбцами матрицы. Определитель этой матрицы называется определителем Вронского. Общее решение однородной системы представляется  в виде:

Общее решение однородной системы

Где c есть вектор столбец, состоящий из произвольных постоянных. Если мы решаем неоднородную систему и r_image24 произвольное частное решение этой системы, То общее решение неоднородной системы запишется в виде: 

r_image25Наиболее простые системы можно решать методом исключения. Приведем пример:

Пример 1 Решить однородную систему r_image26

Выразим из второго уравнения r_image27 и подставим в первое уравнение:

первое уравнение

 Для полученного линейного однородного уравнения составим характеристическое уравнение: r_image29 . Его корни r_image1 . Фундаментальная система решений r_image2 , а общее решение этого уравнения r_image3.

Подставляя в выражение для второй неизвестной:

r_image4 (2)


r_image5 (2)

Пример 2 Решить неоднородную систему r_image6  .

Однородная система, отвечающая данной неоднородной системе, решена в примере 1. Нам остается найти частное решение исходной неоднородной системы. Как и в случае линейных уравнений с постоянными коэффициентами, будем искать решение в виде функций стоящих в правой части: r_image7 .

Подставляем в систему:

r_image8

 Собирая подобные члены и приравнивая коэффициенты при подобных членах в этих двух уравнениях, получим систему для определения неизвестных коэффициентах:

r_image9 (1)

 Таким образом, общее решение неоднородного уравнения:

 r_image10

Поможем с написанием учебной работы от 24 часов

Узнайте стоимость
консультации!

Узнайте стоимость онлайн за 1 минуту