Bài tập vi phân cấp 1 dạng tuyến tính năm 2024

Uploaded by

Truong Ngoc

0% found this document useful [0 votes]

254 views

3 pages

Original Title

PHƯƠNG-TRÌNH-VI-PHÂN-TUYẾN-TÍNH-CẤP-1

Copyright

© © All Rights Reserved

Available Formats

DOCX, PDF, TXT or read online from Scribd

Share this document

Did you find this document useful?

Is this content inappropriate?

0% found this document useful [0 votes]

254 views3 pages

PHƯƠNG TRÌNH VI PHÂN TUYẾN TÍNH CẤP 1

Uploaded by

Truong Ngoc

Jump to Page

You are on page 1of 3

Search inside document

Reward Your Curiosity

Everything you want to read.

Anytime. Anywhere. Any device.

No Commitment. Cancel anytime.

Phương trình [*] có tới 4 thông số chưa biết là u, v, u’ , v’ nên không thể giải tìm u, v bất kỳ. Để tìm u, v thỏa mãn phương trình [*], ta cần chọn u, v sao cho triệt tiêu đi 1 hàm chưa biết.

Muốn vậy, ta chọn u[x] sao cho [**]

Ta dễ dàng tìm được hàm u[x] thỏa [**] vì [**] chính là phương trình tách biến. Khi đó:

Chọn C = 1 ta có:

Như vậy ta tìm được hàm u[x] nên từ [*] ta sẽ có:

Vậy, nghiệm tổng quát của phương trình [1] là:

2.3 Cách 3: Phương pháp Larrange [pp biến thiên hằng số]

Từ cách 2 ta thấy nghiệm phương trình có dạng với u[x] là nghiệm phương trình [**] – đây là phương trình vi phân tuyến tính thuần nhất cấp 1.

Do vậy, giải phương trình vi phân tuyến tính thuần nhất cấp 1 ta tìm được:

Mà công thức nghiệm tổng quát của phương trình [1] lại là: chỉ sai khác so với u[x] ở chỗ thế hằng số C bằng hàm cần tìm v[x].

Do vậy, ta chỉ cần tìm nghiệm tổng quát của phương trình thuần nhất, sau đó thay hằng số C bằng hàm cần tìm v[x] sẽ giải được bài toán. Vậy:

Bước 1: giải phương trình tuyến tính thuần nhất cấp 1 liên kết với phương trình [1]:

Nghiệm tổng quát của phương trình thuần nhất có dạng:

Bước 2: nghiệm tổng quát của phương trình tuyến tính không thuần nhất [1] có dạng:

Ta có:

Thế vào phương trình ta có:

Suy ra: . Từ đó tìm được v[x].

Nhận xét:

Trong 3 cách thì cách thứ 3 là cách mà ta không phải nhớ công thức như cách 1 và cách 2. Ngoài ra ở cách 3, trong bước 2 khi thế vào phương trình để tìm hàm v[x], ta luôn luôn khử được những gì liên quan đến v[x] và chỉ còn lại v’[x]. Do đó, nếu khi thế vào mà ta không triệt tiêu được v[x] thì nghĩa là hoặc ta thế sai, hoặc ở bước 1 ta đã giải sai. Điều này sẽ giúp các bạn dễ dàng kiểm tra các bước giải của mình và kịp thời phát hiện sai sót

3. Các ví dụ:

Ví dụ 1: Giải phương trình: [1]

Ta giải bằng phương pháp biến thiên hằng số. [Các phương pháp khác, các bạn thử tự giải và so sánh kết quả nhé]

Bước 1: Giải phương trình vi phân tuyến tính thuần nhất liên kết với [1]. Ta có:

Hay:

Bước 2: Nghiệm tổng quát của phương trình [1] có dạng:

Ta có: . Thế vào phương trình [1] ta có:

.

[Rõ ràng ta triệt tiêu được những gì liên quan đến v[x]].

Từ đó:

Vậy nghiệm tổng quát của phương trình [1] là:

Ví dụ 2: Giải phương trình: [2]

Trước tiên, ta chuyển về dạng rồi nhận diện dạng phương trình. Ta có: [*]

Rõ ràng, đây không phải là phương trình tách biến, phương trình đẳng cấp, pt đẳng cấp được cũng không phải là phương trình tuyến tính với y là hàm theo x. Ở đây, vế phải là phân số mà tử số chỉ có 1 số hạng. Do đó, ta coi x là hàm theo biến số y, khi đó nghịch đảo phương trình [*] ta sẽ có:

Hay: [2′]

Đây chính là phương trình tuyến tính cấp 1 với x là hàm theo biến y:

Vậy: giải phương trình tuyến tính thuần nhất liên kết với [2′]:

Vậy nghiệm tổng quát của phương trình [2′] có dạng:

Ta có: Thế vào pt [2′] ta có:

Vậy nghiệm tổng quát của phương trình [2′] là:

4. Phương trình Bernoulli:

Phương trình Bernoulli là phương trình có dạng: [4]

Cách giải:

Nhân 2 vế của pt [4] cho . Ta có:

[4′]

Khi đó, ta đặt: . Ta có:

Thế vào phương trình [4′] ta có:

Phương trình này chính là phương trình tuyến tính với z là hàm theo biến x. Bài toán được giải quyết!

Chủ Đề