1. Имеем дело с дифференциальным уравнением второго порядка с правой частью. Нужно найти общее решение неоднородного уравнения:
yо.н. = уо.о. + уч.н.
Где уо.о. - общее решение однородного уравнения, уч.н. - частное решение.
Найдём общее решение соответствующего однородного уравнения.
Перейдем к характеристическому уравнению, осуществив замену .
Общее решение однородного уравнения: yo.o. =
Теперь нужно найти частное решение неоднородного уравнения. Правую часть исходн. ДУ отметим как за две функции, т.е. и
Рассмотрим функцию Сравнивая с корнями характеристического уравнения, и, принимая во внимания, что n=1, частное решение будем искать в виде. yч.н.₁ =
И, вычислив первую и вторую производную: , подставим в исходное уравнение без функции .
Приравниваем коэффициенты при степени х:
уч.н.₁ = (x/3) - 2/9
Рассмотрим теперь функцию Аналогично сравнивая с корнями характеристического уравнения и принимая во внимая, что n=0, частное решение будем искать в следующем виде: уч.н.₂ =
И тогда первая и вторая производная равны соответственно и
Тогда уч.н.₂ = -(1/2) * eˣ
И, воспользовавшись теоремой о суперпозиции, частное решение неоднородного уравнения: уч.н. = уч.н.₁ + уч.н.₂ = (x/3)- (2/9) - (1/2) * eˣ
Тогда общее решение неоднородного уравнения:
Задание 2. Это ДУ третьего порядка, однородное. Переходим к характеристическому уравнению, сделав замену Эйлера .
Пусть х км/ч скорость катера в стоячей воде, тогда по течению скорость (х+5) км/ч, против течения скорость (х-5) км/ч. Составляем уравнение по условию задачи,заметив, что 10 мин = 10/60 = 1/6 часа: 33 / (х+5) + 33/(х-5) = 1,5 - 1/6 1,5-1/6 = 1_1/2 -1/6 = 1_3/6 - 1/6 = 1_2/6 =1_2/6 = 1_1/3=4/3
33/(х+5) + 33/(х-5) = 4/3 проводим к общему знаменателю 3(х-5)(х+5) и отбрасываем его, заметив, что х≠3 и х≠-3, получаем: 33*3(х-5)+33*3(х+5) = 4(х+5)(х-5) 99х-495+99х+495=4х2-100 4х2-198х-100=0 |:2 2х2-99х-50=0 Д=9801+400=10201=101*101 х(1)=(99+101) / 4 = 50 х(2)=(99-101)/4<0 не подходит под условие задачи, скорость >0 ответ: 50 км/ч собственная скорость катера
Нужно найти общее решение неоднородного уравнения:
yо.н. = уо.о. + уч.н.
Где уо.о. - общее решение однородного уравнения, уч.н. - частное решение.
Найдём общее решение соответствующего однородного уравнения.
Перейдем к характеристическому уравнению, осуществив замену
Общее решение однородного уравнения: yo.o. =
Теперь нужно найти частное решение неоднородного уравнения. Правую часть исходн. ДУ отметим как за две функции, т.е.
Рассмотрим функцию
Сравнивая
yч.н.₁ =
И, вычислив первую и вторую производную:
Приравниваем коэффициенты при степени х:
уч.н.₁ = (x/3) - 2/9
Рассмотрим теперь функцию
Аналогично сравнивая
уч.н.₂ =
И тогда первая и вторая производная равны соответственно
Тогда уч.н.₂ = -(1/2) * eˣ
И, воспользовавшись теоремой о суперпозиции, частное решение неоднородного уравнения: уч.н. = уч.н.₁ + уч.н.₂ = (x/3)- (2/9) - (1/2) * eˣ
Тогда общее решение неоднородного уравнения:
Задание 2.
Это ДУ третьего порядка, однородное. Переходим к характеристическому уравнению, сделав замену Эйлера
Общее решение однородного уравнения:
Найдем частное решение, подставляя начальные условия.
Частное решение:
33 / (х+5) + 33/(х-5) = 1,5 - 1/6
1,5-1/6 = 1_1/2 -1/6 = 1_3/6 - 1/6 = 1_2/6 =1_2/6 = 1_1/3=4/3
33/(х+5) + 33/(х-5) = 4/3
проводим к общему знаменателю 3(х-5)(х+5) и отбрасываем его, заметив, что х≠3 и х≠-3, получаем:
33*3(х-5)+33*3(х+5) = 4(х+5)(х-5)
99х-495+99х+495=4х2-100
4х2-198х-100=0 |:2
2х2-99х-50=0
Д=9801+400=10201=101*101
х(1)=(99+101) / 4 = 50
х(2)=(99-101)/4<0 не подходит под условие задачи, скорость >0
ответ: 50 км/ч собственная скорость катера