Progulki-po-reke-moskwa.ru

прогулки на теплоходе по Москве реке

Метод Лагранжа (дифференциальные уравнения)

02-10-2023

Метод Лагранжа (метод вариации произвольных постоянных) — метод для получения общего решения неоднородного уравнения, зная общее решение однородного уравнения без нахождения частного решения.

Метод вариации произвольных постоянных для построения решения линейного неоднородного дифференциального уравнения

Метод состоит в замене произвольных постоянных в общем решении

соответствующего однородного уравнения

на вспомогательные функции , производные которых удовлетворяют линейной алгебраической системе

\left\{\begin{matrix} 
z_1(t)c_1^'(t) &+& z_2(t)c_2^'(t) &+& ... &+& z_n(t)c_n^'(t) &=& 0 \\ 
\vdots\\ 
z_1^{(n-2)}(t)c_1^'(t) &+& z_2^{(n-2)}(t)c_2^'(t) &+& ... &+& z_n^{(n-2)}(t)c_n^'(t) &=& 0 \\
z_1^{(n-1)}(t)c_1^'(t) &+& z_2^{(n-1)}(t)c_2^'(t) &+& ... &+& z_n^{(n-1)}(t)c_n^'(t) &=& f(t)/ a_n(t) \end{matrix}\right.\qquad(1)

Определителем системы (1) служит вронскиан функций , что обеспечивает её однозначную разрешимость относительно .

Если  — первообразные для , взятые при фиксированных значениях постоянных интегрирования, то функция

является решением исходного линейного неоднородного дифференциального уравнения. Интегрирование неоднородного уравнения при наличии общего решения соответствующего однородного уравнения сводится, таким образом, к квадратурам.

Метод вариации произвольных постоянных для построения решений системы линейных дифференциальных уравнений в векторной нормальной форме

состоит в построении частного решения (1) в виде

где  — базис решений соответствующего однородного уравнения, записанный в виде матрицы, а векторная функция , заменившая вектор произвольных постоянных, определена соотношением . Искомое частное решение (с нулевыми начальными значениями при имеет вид

Для системы с постоянными коэффициентами последнее выражение упрощается:

Матрица называется матрицей Коши оператора .

Внешние ссылки

  • exponenta.ru — Теоретическая справка c примерами


Метод Лагранжа (дифференциальные уравнения).

© 2021–2023 progulki-po-reke-moskwa.ru, Россия, Нальчик, ул. Терская 11, +7 (8662) 65-82-84