Równania różniczkowe wyższych rzędów
|
|
- Anatol Kurowski
- 8 lat temu
- Przeglądów:
Transkrypt
1 Równania różniczkowe wyższych rzędów Marcin Orchel Spis treści 1 Wstęp Istnienie rozwiązań Rozwiązanie ogólne Obniżanie rzędu równania Równania różniczkowe liniowe n-tego rzędu Obniżanie rzędu równania liniowego jednorodnego Rozwiązywanie równań niejednorodnych Metoda uzmienniania stałych Metoda Cauchy ego Zadania Zadania na Zadania na Zadania na Wstęp 1.1 Istnienie rozwiązań Sprowadzenie do układu równań pierwszego rzędu. Każde jawne równanie różniczkowe rzędu n y n) = f x, y, y,..., y n 1)) można przez wprowadzenie nowych zmiennych: y 1 = y y 2 = y... y n 1 = y n 1) przekształcić do układu n równań różniczkowych pierwszego rzędu: dy dx = y 1 1
2 dy 1 dx = y 2... dy n 1 dx = f x, y, y 1,..., y n 1 ) W porównaniu z powyższym bardziej ogólny układ n równań różniczkowych pierwszego rzędu: dy i dx = f i x, y 1, y 2,..., y n ) dla i = 1, 2,..., n 1) ma dokładnie jedno rozwiązanie ciągłe określone i ciągłe w przedziale i spełniające warunek początkowy: jeśli tylko funkcje y i = y i x) dla i = 1, 2,..., n x 0 h x x 0 + h y i x 0 ) = y i0 dla i = 1, 2,..., n f i x, y 1, y 2,..., y n ) są ciągłe względem wszystkich zmiennych i spełniają warunek Lipschitza. 1.2 Rozwiązanie ogólne Rozwiązanie ogólne równania różniczkowego zawiera n niezależnych stałych: y = y x, C 1, C 2,..., C n ) Aby całka szczególna spełniała warunki początkowe, wartości C 1, C 2,..., C n muszą zostać wyznaczone z równań: y x 0, C 1,..., C n ) = y 0 [ ] d dx y x, C 1,..., C n ) = y 0 x=x 0... [ ] d n 1 dx n 1 y x, C 1,..., C n ) = y n 1) 0 x=x 0 Rozwiązanie ogólne układu 1) również zawiera n stałych dowolnych. Rozwiązanie to możemy przedstawić na dwa sposoby, w postaci rozwiązanej albo względem niewiadomych funkcji: y 1 = F 1 x, C 1,..., C n ) y 2 = F 2 x, C 1,..., C n ) 2
3 albo względem stałych dowolnych:... y n = F n x, C 1,..., C n ) φ 1 x, y 1, y 2,..., y n ) = C 1 φ 2 x, y 1, y 2,..., y n ) = C 2... φ n x, y 1, y 2,..., y n ) = C n Dla drugiego przypadku, każdą relację postaci φ i x, y 1, y 2,..., y n ) = C i nazywamy całką pierwszą układu 1). Jeśli dana jest jakakolwiek całka szczególna powyższej postaci to funkcja φ i x, y 1, y 2,..., y n ) musi spełniać następujące równanie różniczkowe cząstkowe: φ i x + f 1 x, y 1,..., y n ) φ i y f n x, y 1,..., y n ) φ i y n = 0 i odwrotnie, każde rozwiązanie φ i x, y 1,..., y n ) powyższego równania różniczkowego jest całką pierwszą układu 1). Rozwiązanie ogólne układu 1) można złożyć z n całek pierwszych tego układu, takich, że odpowiednie funkcje φ i x, y 1,..., y n ) pozostają liniowo niezależne. 1.3 Obniżanie rzędu równania Jedną z najważniejszych metod całkowania równań różniczkowych n-tego rzędu f x, y, y,..., y n)) = 0 jest podstawienie nowych zmiennych. Rozwiązywanie równań szczególnych typów: 1. Równanie bez jawnie występującego y: f x, y,..., y n)) = 0 Dokonujemy podstawienia: y = p. Jeśli pierwszych k pochodnych nie występuje w równaniu wyjściowym, to stosujemy podstawienie postaci: y k+1) = p 3
4 Przykład: Po podstawieniu y = p: y xy + y 3 = 0 p x dp ) dp 3 dx + = 0 dx Otrzymujemy równanie pierwszego rzędu. Rozwiązanie: Po podstawieniu i scałkowaniu: Po ponownym całkowaniu: p = C 1 x C 3 1 y = 1/2C 1 x 2 C 3 1x + C 2 y = 1/6C 1 x 3 C 3 1x 2 /2 + C 2 x + C 3 Równanie na wolframalpha.com, 27%27-xy%27%27%27%2By%27%27%27^3+%3D Równanie bez jawnie występującego x: f y, y,..., y n)) = 0 Celem jest takie podstawienie aby otrzymać równanie różniczkowe rzędu n 1 z nową zmienną zależną p i zmienną niezależną y. Dokonujemy podstawienia: y = d2 p dx 2 = dp dp dy dx y = p 2) y = dp dx = dy dp dx dy = pdp dy = dp dp dx dy + pddp dy dx = pdp dy i redukujemy równanie do równania rzędu n 1. Przykład: yy y 2 = 0 yp dp dy p2 = 0 / : p p 0 y dp dy p = 0 / : py y 0 1 p dp 1 y dy = 0 ln p ln y = lne C 4 dp dy + p dy d dp dy dx dy = pdp dp dy dy + p2 d2 p dy 2 3)
5 p y = ec p = C 1 y C 1 0 dy dx = C 1y ln y = C 1 x + C 2 ln y = lne C 1x + lne C 2 y = C 3 e C 1x C 3 0 Gdy p = 0, to otrzymujemy funkcję stałą, która spełnia równanie, więc dołączamy C 1 = 0 i C 3 = 0. Gdy y = 0, jest to też stała, która już była rozpatrywana C 3 = 0). Więc ostatecznie y = C 3 e C 1x Równanie na wolframalpha.com, 27%27-y%27^2+%3D+0. Przykład Po zamianie zmiennych otrzymujemy y y = 0 4) p dp dp dy dy + p2 d2 p dy 2 p = 0 5) Możemy wyłączyć p przed nawias: ) dp dp p dy dy + p pd2 dy 2 1 = 0 6) Równanie jest spełnione gdy p = 0, czyli y = C oraz gdy spełnione jest drugie równanie. Następnie ponownie obniżamy rząd drugiego równania: gdzie t 2 + pt dt dp 1 = 0 7) p = t 8) Jest to równanie różniczkowe o rozdzielonych zmiennych, także Bernoulliego, http: // Rozwiązanie c1 + p t p) = ± 2 9) p 5
6 Następnie powracamy do zmiennej p podstawiając 8) p = ± c1 + p 2 p 10) pp = ± c 1 + p 2 11) p 2 p 2 = c 1 + p 2 12) Równanie na wolframalpha.com 29^2p%27^2+%3D+c1+%2B+p^2. Równanie to można rozwiązać za pomocą zmiennych rozdzielonych. Wynik p = ± ±2c 2 y + c 2 2 c 1 + y 2 13) Następnie powracamy do zmiennej y podstawiając 2) y = ± ±2c 2 y + c 2 2 c 1 + y 2 14) y 2 = ±2c 2 y + c 2 2 c 1 + y 2 15) Równanie 28x%29+%2B+c_2^2+-+c_1+%2B+y%28x%29^2 oraz input/?i=y%27%28x%29^2+%3d+-2c_2y%28x%29+%2b+c_2^2+-+c_1+%2b+y%28x%29^2. Równanie to można rozwiązać za pomocą zmiennych rozdzielonych. Rozwiązania y = 1 2 c 1 e c 3 x + e c 3+x 2c 2 ) 16) y = 1 c1 e x c 3 + e c3 x ) 2c 2 2 y = 1 ) c 1 e c3 x + e c3+x + 2c 2 2 y = 1 c1 e x c 3 + e c3 x ) + 2c 2 2 Możemy te rozwiązania połączyć ze sobą: y = 1 2 ) c 1 e c3 x + e c3+x + 2c 2 y = 1 c1 e x c 3 + e c3 x + 2c 2 2) 17) 18) 19) 20) 21) gdzie c 2 = ±c 2. Równanie wyjściowe 27%3D0. 6
7 3. Funkcja f jest funkcją jednorodną zmiennych y, y,..., y n). Dokonujemy podstawienia: z = y y y 0 Przykład: Funkcja f jest jednorodna ponieważ: dz dx = y y y 2 y 2 yy y 2 = 0 λx 1 λx 2 λ 2 x 2 3 = λ 2 x 1 x 2 x 2 3 ) Po podstawieniu otrzymujemy: y 2 dz dx = 0 y = 0 z = C y y = C ln y = Cx + C 1 y = C 2 e Cx C 2 0 Po połączeniu z drugim rozwiązaniem y = 0 otrzymujemy y = C 3 e Cx gdzie C 3 R. Alternatywnie można zauważyć ogólnie, że y = e zdx y = ze zdx y = z e zdx + z 2 e zdx oraz dodatkowo musimy sprawdzić rozwiązanie y = 0. Po podstawieniu w przykładzie otrzymujemy ) e zdx z e ) 2 zdx + z 2 e zdx z e 2 zdx = 0 z = 0 z = C i dalej podobnie. Równanie na wolframalpha.com, com/input/?i=yy%27%27-y%27^2%3d0. 7
8 4. f jest postaci: y n) = f x) Rozwiązanie ogólne otrzymujemy przez n-krotne całkowanie: y = C 1 + C 2 x + C 3 x C n x n 1 + ψ x) gdzie ψ x) =... f x) dx) n = 1 x f t) x t) n 1 dt n 1)! x Równania różniczkowe liniowe n-tego rzędu Równanie różniczkowe postaci: y n) + a 1 x) y n 1) + a 2 x) y n 2) a n 1 x) y + a n x) y = F x) 22) nazywamy równaniem różniczkowym liniowym n-tego rzędu. Zakładamy, że funkcje F i a i zmiennej x są ciągłe w pewnym ustalonym przedziale. W przypadku, gdy a 1, a 2,..., a n są stałymi, równanie nazywamy równaniem różniczkowym o stałych współczynnikach, gdy F 0 równaniem różniczkowym jednorodnym nie mylić z funkcjami jednorodnymi) i dla F 0 równaniem różniczkowym niejednorodnym. Układ n rozwiązań y 1, y 2,..., y n pewnego liniowego równania różniczkowego określamy jako podstawowy fundamentalny), jeśli funkcje te w rozpatrywanym przedziale są liniowo niezależne, innymi słowy kombinacja liniowa: C 1 y 1 + C 2 y C n y n nie może znikać tożsamościowo dla jakichkolwiek wartości C 1, C 2,..., C n z wyjątkiem: C 1 = C 2 =... = C n = 0 Rozwiązania jednorodnego liniowego równania różniczkowego y 1, y 2,..., y n tworzą układ podstawowy, wtedy i tylko wtedy, gdy ich wyznacznik Wrońskiego wrońskian) y 1 y 2... y n y 1 y 2... y n W x) = y n 1) 1 y n 1) 2... y n n 1) jest różny od zera. Dla każdego układu rozwiązań rozważanego równania zachodzi wzór Liouville a: W x) = W x 0 ) e x a x 1 x)dx 0 Dla tego równania n rozwiązań y 1, y 2,..., y n są liniowo zależne wtw, gdy wrońskian przyjmuje wartość zero chociażby tylko w jednym punkcie x 0 rozpatrywanego przedziału. Jeśli natomiast rozwiązania y 1, y 2,..., y n tworzą układ podstawowy, to rozwiązanie ogólne równania różniczkowego liniowego jednorodnego możemy zapisać w postaci: y = C 1 y 1 + C 2 y C n y n 8
9 Przykład: y y = 0 Można łatwo sprawdzić, że powyższe równanie ma dwa rozwiązania szczególne: y 1 = e x y 2 = e x Aby zbadać czy są one liniowo zależne, czy też niezależne, tworzymy wrońskian: e W [y 1, y 2 ] = x e x = 2 0 e x e x Dlatego oba rozwiązania szczególne tworzą układ fundamentalny i rozwiązaniem ogólnym jest: y = C 1 e x + C 2 e x Równanie na wolframalpha.com, y%3d0. Przykład 2: Znajdziemy rozwiązanie równania różniczkowego przy pomocy wzoru Liouville a. y + p 1 y + p 2 y = 0 które ma rozwiązanie szczególne y 1. Ze wzoru Liouville a otrzymujemy: y 1 y y 1 y = Ce p 1 dx Po przekształceniu: Po scałkowaniu: y 1 y y 1y = Ce p 1 dx / : y 2 1 y 1 0 y = y 1 Ce p 1 dx dx + C 2 y Obniżanie rzędu równania liniowego jednorodnego Jeśli znamy pewne rozwiązanie szczególne y 1 równania jednorodnego, to pozostałe rozwiązania możemy wyznaczyć przez podstawienie: y = y 1 x) u x) z otrzymanego w ten sposób liniowego równania jednorodnego rzędu n 1 na funkcję u x) podstawienie u x) = vx)). Przykład: y + x 1 x y 1 1 x y = 0, x 1 9
10 Rozwiązaniem szczególnym jest: ponieważ: e x + Postulujemy rozwiązanie postaci: Podstawiamy: Po podstawieniu otrzymujemy: e x u x) + 2e x u x) + e x u x) + Podstawiamy następnie φ 1 = e x x 1 x ex 1 1 x ex = x 1 x 1 1 x = x 1 1 x = 0 φ 2 = e x u x) y = e x u x) y = e x u x) + e x u x) y = e x u x) + 2e x u x) + e x u x) u x) + 2u x) + u x) + Rozwiązaniem tego równania jest: x e x u x) + e x u x) ) 1 1 x 1 x ex u x)) = 0 xu x) 1 x + xu x) 1 x u x) 1 x = 0 u x) + u x) 1 x + 2u x) xu x) u x) 1 x 1 x = 0 u x) + 2u x) xu x) 1 x u x) + u x) 2 x = 0 1 x = 0 ) = 0 u x) + u x) x u x) = v x) v x) + v x) ) = 0 1 x v x) = C 1 x) e x 10
11 Przyjmujemy C = 1. Skąd otrzymujemy: u x) = v x) dx = 1 x) e x dx = e x xe x dx + C = = e x + xe x Wybieramy C = 0, i otrzymujemy: e x dx + C = xe x + C φ 2 = e x u x) = x A więc rozwiązanie ogólne równania jednorodnego ma postać: y x) = C 1 e x + C 2 x Sprawdzić za pomocą Wrońskianu, że rozwiązania szczególne są liniowo niezależne. Równanie na wolframalpha.com, x%2f%281-x%29y%27+-+1%2f%281-x%29y%3d Rozwiązywanie równań niejednorodnych Jeśli znaleziony został podstawowy układ rozwiązań równania jednorodnego, to możemy zastosować następujące dwie metody Metoda uzmienniania stałych Po angielsku variation of parameters. Poszukiwane rozwiązanie postulujemy w postaci: y = C 1 y 1 + C 2 y C n y n 23) gdzie C 1, C 2,..., C n nie są w tym przypadku stałymi, ale funkcjami zmiennej x, a y i to rozwiązania szczególne równania różniczkowego jednorodnego niezależne od siebie. Żądamy przy tym, aby spełnione były poniższe równania: Możemy zapisać te równania jako C 1y 1 + C 2y C ny n = 0 24) C 1y 1 + C 2y C ny n = 0 25)... C 1y n 2) 1 + C 2y n 2) C ny n 2) n = 0 C iy j) i = 0 dla j = 0, 1,..., n 2. Ostatnie równanie będzie następujące C 1y n 1) 1 + C 2y n 1) C ny n n 1) = F 11
12 Zapisane inaczej C iy n 1) i = F. 26) Z powyższych równań wyznaczamy C 1, C 2,..., C n, z których przez scałkowanie otrzymujemy funkcje C 1, C 2,..., C n. Dowód. Wyprowadzenie równania 26). Zauważmy, że różniczkując 23) otrzymujemy y = C 1y 1 + C 1 y 1 + C 2y 2 + C 2 y C ny n + C n y n Możemy podstawić do powyższego 24) i otrzymamy y = C 1 y 1 + C 2 y C n y n Różniczkując kolejny raz powyższe otrzymujemy y = C 1y 1 + C 1 y 1 + C 2y 2 + C 2 y C ny n + C n y n Po podstawieniu 25) otrzymujemy y = C 1 y 1 + C 2 y C n y n Ogólnie różniczkując j-krotnie otrzymujemy y j) = dla j = 0,..., n 1. A dla j = n otrzymujemy y n) = C iy n 1) i + C i y j) i 27) C i y n) i 28) ponieważ tego pierwszego składnika nie możemy już uprościć. Następnie podstawiamy wszystkie 27) oraz 28) do 22) i otrzymujemy: C iy n 1) i + C iy n 1) i + C i y n) i + a 1 x) C i y n 1) i a n x) C i y i = F x) C i y n) i + a 1 x) y n 1) ) i a n x) y i = F x) Ponieważ y i są rozwiązaniami równania jednorodnego, a więc drugi składnik sumy znika i otrzymujemy 26). 12
13 Równania od 1 do n 1 zostały dobrane w sposób arbitralny, aby były możliwie proste. A ostatnie równanie tak aby było spełnione równanie wyjściowe. Przykład: y + x 1 x y 1 1 x y = x 1 Najpierw rozwiązujemy równanie jednorodne: y + x 1 x y 1 1 x y = 0 Równanie to zostało już wcześniej rozwiązane, rozwiązanie ogólne równania jednorodnego ma postać: y x) = C 1 e x + C 2 x Uzmiennianie stałych daje: Rozwiązaniem jest: Po scałkowaniu: y x) = u 1 x) e x + u 2 x) x 29) u 1 x) e x + u 2 x) x = 0 u 1 x) e x + u 2 x) = x 1 u 1 x) = xe x u 2 x) = 1 u 1 x) = 1 + x) e x + C 3 u 2 x) = x + C 4 Rozwiązaniem ogólnym równania niejednorodnego jest więc: y x) = 1 + x) + C 3 e x x 2 + C 4 x = 1 + x 2) + C 3 e x + C 5 x. Drugi sposób wykorzystuje następujące twierdzenie. Twierdzenie 1.1. Ogólne rozwiązanie równania różniczkowego liniowego niejednorodnego jest sumą rozwiązania ogólnego odpowiadającego równania jednorodnego i rozwiązania szczególnego równania niejednorodnego. Dla poprzedniego przykładu, bierzemy przykładowe u 1 x) i u 2 x) po scałkowaniu, i konstruujemy rozwiązanie szczególne, przykładowo bierzemy u 1 x) = 1 + x)e x i u 2 x) = x i rozwiązanie szczególne równania to po podstawieniu do 29) jest równe 1 + x) e x e x xx = 1 + x) x 2 30) Rozwiązanie ogólne konstruujemy jako sumę rozwiązania ogólnego równania jednorodnego i rozwiązania szczególnego równania niejednorodnego. Otrzymujemy C 1 e x + C 2 x 1 x x 2 = C 1 e x + C 3 x 1 x 2. 31) Równanie w wolframalpha.com, 2Bx%2F%281-x%29y%27+-+1%2F%281-x%29y+%3D+x-1. 13
14 1.6.2 Metoda Cauchy ego Po angielsku method of undetermined coefficients. jednorodnego odpowiadającego równaniu 22) W rozwiązaniu ogólnym równania y = C 1 y 1 + C 2 y C n y n stałym przypisujemy takie wartości, aby dla dowolnego parametru α po podstawieniu x = α spełnione były równania: y α) = 0 y α) = 0... y n 2) α) = 0 y n 1) α) = F α) Jeśli otrzymane w ten sposób rozwiązanie szczególne równania jednorodnego oznaczymy przez φ x, α) to: y = x x 0 φ x, α) dα jest rozwiązaniem szczególnym równania niejednorodnego, przy czym w punkcie x = x 0 funkcja ta wraz ze swoimi pochodnymi aż do rzędu n 1) włącznie przyjmuje wartość zero. Przykład: dla poprzedniego przykładu mamy rozwiązanie równania jednorodnego: dostajemy równania: Z tego otrzymujemy: x y x) = C 1 e x + C 2 x y α) = C 1 e α + C 2 α = 0 y α) = C 1 e α + C 2 = α 1 C 1 = αe α C 2 = 1 φ x, α) = αe α e x x y x) = αe α e x x ) dα = x 0 + 1) e x x 0 + x 0 1) x x 2 1 x 0 Jest to rozwiązanie szczególne, wybierzmy dowolne x 0, np. x 0 = 1, wtedy otrzymujemy y x) = 2x x 2 1 Rozwiązanie ogólne jest sumą rozwiązania równania jednorodnego i rozwiązania szczególnego, a więc y x) = C 1 e x + C 2 x 2x x 2 1 = C 1 e x + C 3 x x 2 1 Ponadto dla równań liniowych zachodzi prawo superpozycji. 14
15 Twierdzenie 1.2. Prawo superpozycji. Jeśli mamy dwa rozwiązania szczególne równania różniczkowego liniowego niejednorodnego y 1 i y 2 dla prawych stron F 1 i F 2, wtedy suma tych rozwiązań y = y 1 + y 2 jest rozwiązaniem szczególnym tego samego równania o prawej stronie F = F 1 + F 2. Przykład: Mamy równanie y 4y = 2x 2 8x + 3 Możemy rozwiązać 3 równania niejednorodne y 4y = 2x 2 Rozwiązaniem szczególnym jest Następne równanie Rozwiązaniem szczególnym jest Następne równanie Rozwiązaniem szczególnym jest y = x y 4y = 8x y = 2x y 4y = 3 y = 3 4 A więc rozwiązaniem szczególnym równania niejednorodnego jest Rozwiązaniem równania jednorodnego jest A więc ostatecznym rozwiązaniem jest x x 3 4 = x x 1 C 1 e 2x + C 2 e 2x C 1 e 2x + C 2 e 2x x x 1 Równanie na wolframalpha.com, 4y+%3D+2x^2+-+8x+%2B+3. 15
16 2 Zadania 2.1 Zadania na 3.0 Wszystkie zadania proszę rozwiązać symbolicznie za pomocą wolframalpha.com oraz Matlaba. Wyświetlić pole kierunkowe do każdego równania. W rozwiązaniu powinien znaleźć się skrypt rozwiązujący dane równanie w Matlabie oraz wyświetlający pole kierunkowe wraz z przykładowymi rozwiązaniami, jak również link do strony wolframalpha.com z rozwiązaniem równania. Powinien również znaleźć się komentarz odnośnie zgodności rozwiązań z Matlaba, wolframalpha.com oraz poniższych odpowiedzi Odp.: Odp.: Odp.: y = y 2 y y > 0 y = C 2 e C 1x y y 2 = xy y = C 1 x x C 1 ) + C 2, y = x3 3 + C xy + y = 1 + x y = x x2 2 + C 1x ln x + C 2 x + C 3 x 2 yy = y xy ) 2 xy y = x Zadania na 4.0 Wszystkie zadania proszę rozwiązać symbolicznie za pomocą wolframalpha.com oraz Matlaba. Wyświetlić pole kierunkowe do każdego równania. W rozwiązaniu powinien znaleźć się skrypt rozwiązujący dane równanie w Matlabie oraz wyświetlający pole kierunkowe wraz z przykładowymi rozwiązaniami, jak również link do strony wolframalpha.com z rozwiązaniem równania. Powinien również znaleźć się komentarz odnośnie zgodności rozwiązań z Matlaba, wolframalpha.com oraz poniższych odpowiedzi. 16
17 1. z wartościami początkowymi: d 3 y dx 3 = ln x x 0 = 1, y 0, y 0, y 0 dowolne Znaleźć całkę ogólną tego równania. Odpowiedź: y = y 0 + x 1) y 0 + Rozwiązanie ogólne: 2.3 Zadania na 5.0 x 1)2 y x3 ln x x x2 1 4 x y = 1 6 x3 ln x x3 + C 2 x 2 + C 1 x + C 0 Wszystkie zadania proszę rozwiązać symbolicznie za pomocą wolframalpha.com oraz Matlaba. Wyświetlić pole kierunkowe do każdego równania. W rozwiązaniu powinien znaleźć się skrypt rozwiązujący dane równanie w Matlabie oraz wyświetlający pole kierunkowe wraz z przykładowymi rozwiązaniami, jak również link do strony wolframalpha.com z rozwiązaniem równania. Powinien również znaleźć się komentarz odnośnie zgodności rozwiązań z Matlaba, wolframalpha.com oraz poniższych odpowiedzi. 1. Linia pościgu. Po osi Ox porusza się w kierunku dodatnim ze stałą prędkością a punkt P. Po płaszczyźnie Oxy porusza się punkt M ze stałą prędkością v tak, że wektor prędkości jest w każdej chwili skierowany do punktu P. Znaleźć równanie różniczkowe. Znaleźć tor punktu M. Odpowiedź: Literatura y 0 x = a ) v ) y 1+ a v y 0 y0 2 1 a ) v y y 0 ) 1 a v 1 ) + C 1 [1] I. N. Bronsztejn, K. Siemiendiajew, G. Musiol, and H. Möhlig, Nowoczesne kompendium matematyki. Wydawnictwo naukowe PWN, [2] J. Niedoba and W. Niedoba, Równania różniczkowe zwyczajne i cząstkowe. Wydawnictwa AGH,
Równania różniczkowe wyższych rzędów
Równania różniczkowe wyższych rzędów Marcin Orchel Spis treści 1 Wstęp 1 1.1 Istnienie rozwiązań............................... 1 1. Rozwiązanie ogólne............................... 1.3 Obniżanie rzędu
Bardziej szczegółowoRównania różniczkowe zwyczajne pierwszego rzędu, cd
Równania różniczkowe zwyczajne pierwszego rzędu, cd Marcin Orchel Spis treści 1 Wstęp 1 1.1 Równania różniczkowe zwyczajne w postaci uwikłanej........... 1 1.1.1 Rozwiązanie w postaci parametrycznej................
Bardziej szczegółowoMetody numeryczne rozwiązywania równań różniczkowych
Metody numeryczne rozwiązywania równań różniczkowych Marcin Orchel Spis treści Wstęp. Metody przybliżone dla równań pierwszego rzędu................ Metoda kolejnych przybliżeń Picarda...................2
Bardziej szczegółowo5 Równania różniczkowe zwyczajne rzędu drugiego
5 Równania różniczkowe zwyczajne rzędu drugiego Definicja 5.1. Równaniem różniczkowym zwyczajnym rzędu drugiego nazywamy równanie postaci F ( x, y, y, y ) = 0, (12) w którym niewiadomą jest funkcja y =
Bardziej szczegółowoWykład 3 Równania rózniczkowe cd
7 grudnia 2010 Definicja Równanie różniczkowe dy dx + p (x) y = q (x) (1) nazywamy równaniem różniczkowym liniowym pierwszego rzędu. Jeśli q (x) 0, to równanie (1) czyli równanie dy dx + p (x) y = 0 nazywamy
Bardziej szczegółowoRównania różniczkowe cząstkowe drugiego rzędu
Równania różniczkowe cząstkowe drugiego rzędu Marcin Orchel Spis treści 1 Wstęp 1 1.1 Metoda faktoryzacji (rozdzielania zmiennych)................ 5 1.2 Metoda funkcji Greena.............................
Bardziej szczegółowo1 Równania różniczkowe zwyczajne
Równania różniczkowe zwyczajne wykład z MATEMATYKI Budownictwo studia niestacjonarne sem. II, rok ak. 2008/2009 Katedra Matematyki Wydział Informatyki Politechnika Białostocka Równania różniczkowe Równaniem
Bardziej szczegółowo27. RÓWNANIA RÓŻNICZKOWE CZĄSTKOWE
27. RÓWNANIA RÓŻNICZKOWE CZĄSTKOWE 27.1. Wiadomości wstępne Równaniem różniczkowym cząstkowym nazywamy związek w którym występuje funkcja niewiadoma u dwóch lub większej liczby zmiennych niezależnych i
Bardziej szczegółowoMatematyka 2. Równania różniczkowe zwyczajne rzędu drugiego
Matematyka 2 Równania różniczkowe zwyczajne rzędu drugiego Równania różniczkowe liniowe rzędu II Równanie różniczkowe w postaci y + a 1 (x)y + a 0 (x)y = f(x) gdzie a 0 (x), a 1 (x) i f(x) są funkcjami
Bardziej szczegółowoUkłady równań i równania wyższych rzędów
Rozdział Układy równań i równania wyższych rzędów Układy równań różniczkowych zwyczajnych Wprowadzenie W poprzednich paragrafach zajmowaliśmy się równaniami różniczkowymi y = f(x, y), których rozwiązaniem
Bardziej szczegółowoRÓWNANIA RÓŻNICZKOWE WYKŁAD 2
RÓWNANIA RÓŻNICZKOWE WYKŁAD 2 Równania różniczkowe o zmiennych rozdzielonych Równania sprowadzalne do równań o zmiennych rozdzielonych Niech f będzie funkcją ciągłą na przedziale (a, b), spełniającą na
Bardziej szczegółowoWykład 14 i 15. Równania różniczkowe. Równanie o zmiennych rozdzielonych. Definicja 1. Równaniem różniczkowym zwyczajnym rzędu n nazywamy równanie
Wykład 14 i 15 Równania różniczkowe Definicja 1. Równaniem różniczkowym zwyczajnym rzędu n nazywamy równanie F (x, y, y, y,..., y (n) ) = 0 (1) gdzie: y = y(x) niewiadoma funkcja zmiennej rzeczywistej
Bardziej szczegółowoRównania różniczkowe liniowe rzędu pierwszego
Katedra Matematyki i Ekonomii Matematycznej SGH 21 kwietnia 2016 Wstęp Definicja Równanie różniczkowe + p (x) y = q (x) (1) nazywamy równaniem różniczkowym liniowym pierwszego rzędu. Jeśli q (x) 0, to
Bardziej szczegółowoRównania różniczkowe liniowe wyższych rzędów o stałych współcz
Równania różniczkowe liniowe wyższych rzędów o stałych współczynnikach Katedra Matematyki i Ekonomii Matematycznej SGH 12 maja 2016 Równanie liniowe n-tego rzędu Definicja Równaniem różniczkowym liniowym
Bardziej szczegółowoRównania różniczkowe. Notatki z wykładu.
Równania różniczkowe Notatki z wykładu http://robert.brainusers.net 17.06.2009 Notatki własne z wykładu. Są niekompletne, bez bibliografii oraz mogą zawierać błędy i usterki. Z tego powodu niniejszy dokument
Bardziej szczegółowo5. Równania różniczkowe zwyczajne pierwszego rzędu
5. Równania różniczkowe zwyczajne pierwszego rzędu 5.1. Wstęp. Definicja 5.1. Niech V R 3 będzie obszarem oraz F : V R. Równaniem różniczkowym zwyczajnym rzędu pierwszego nazywamy równanie postaci Równanie
Bardziej szczegółowoIII. RÓWNANIA RÓŻNICZKOWE ZWYCZAJNE
III. RÓWNANIA RÓŻNICZKOWE ZWYCZAJNE 1. Pojęcia wstępne Przykład 1.1. (Rozpad substancji promieniotwórczej ) Z doświadczeń wiadomo, że prędkość rozpa pierwiastka promieniotwórczego jest ujemna i proporcjonalna
Bardziej szczegółowoBiotechnologia, Chemia, Chemia Budowlana - Wydział Chemiczny - 1
Biotechnologia, Chemia, Chemia Budowlana - Wydział Chemiczny - 1 Równania różniczkowe pierwszego rzędu Równaniem różniczkowym zwyczajnym pierwszego rzędu nazywamy równanie postaci (R) y = f(x, y). Najogólniejszą
Bardziej szczegółowoRÓWNANIA RÓŻNICZKOWE WYKŁAD 1
RÓWNANIA RÓŻNICZKOWE WYKŁAD 1 Przedmiot realizowany w układzie wykład 2 godz. tygodniowo ćwiczenia 2 godz. tygodniowo Regulamin zaliczeń www.mini.pw.edu.pl/~figurny 2 Program zajęć Równania różniczkowe
Bardziej szczegółowo1.1 Przegląd wybranych równań i modeli fizycznych. , u x1 x 2
Temat 1 Pojęcia podstawowe 1.1 Przegląd wybranych równań i modeli fizycznych Równaniem różniczkowym cząstkowym rzędu drugiego o n zmiennych niezależnych nazywamy równanie postaci gdzie u = u (x 1, x,...,
Bardziej szczegółowoRÓWNANIA RÓŻNICZKOWE ZWYCZAJNE. Wiele obiektywnych prawidłowości przyrodniczych udaje się zapisać w postaci równości formalnej
RÓWNANIA RÓŻNICZKOWE ZWYCZAJNE Wiele obiektywnych prawidłowości przyrodniczych udaje się zapisać w postaci równości formalnej F (x, y(x), y (1) (x), y () (x),..., y (n) (x)) = 0, gdzie y (k) (x) to k ta
Bardziej szczegółowo1 Równania różniczkowe drugiego rzędu
Równania różniczkowe drugiego rzędu Najpierw zajmiemy się równaniami różniczkowymi rzędu drugiego, w których y nie występuje w sposób jawny, tzn. F (x, y, y ) = 0 (.) Równanie takie rozwiązujemy poprzez
Bardziej szczegółowoRÓWNANIA RÓŻNICZKOWE ZWYCZAJNE
RÓWNANIA RÓŻNICZKOWE ZWYCZAJNE A. RÓWNANIA RZĘDU PIERWSZEGO Uwagi ogólne Równanie różniczkowe zwyczajne rzędu pierwszego zawiera. Poza tym może zawierać oraz zmienną. Czyli ma postać ogólną Na przykład
Bardziej szczegółowoANALIZA MATEMATYCZNA Z ELEMENTAMI STATYSTYKI MATEMATYCZNEJ
ANALIZA MATEMATYCZNA Z ELEMENTAMI STATYSTYKI MATEMATYCZNEJ FUNKCJE DWÓCH ZMIENNYCH RZECZYWISTYCH Definicja 1. Niech A będzie dowolnym niepustym zbiorem. Metryką w zbiorze A nazywamy funkcję rzeczywistą
Bardziej szczegółowo1 Równania różniczkowe zwyczajne o rozdzielonych zmiennych
Równania różniczkowe zwyczajne o rozdzielonych zmiennych Definicja. Równaniem różniczkowym o rozdzielonych zmiennych nazywamy równanie postaci p(y) = q() (.) rozwiązanie równania sprowadza się do postaci
Bardziej szczegółowoRównanie przewodnictwa cieplnego (I)
Wykład 4 Równanie przewodnictwa cieplnego (I) 4.1 Zagadnienie Cauchy ego dla pręta nieograniczonego Rozkład temperatury w jednowymiarowym nieograniczonym pręcie opisuje funkcja u = u(x, t), spełniająca
Bardziej szczegółowo2. Kombinacja liniowa rozwiązań zeruje się w pewnym punkcie wtedy i tylko wtedy, gdy zeruje się w każdym punkcie.
Wniosek 1 Rozpatrzmy układ równań postaci: y 1 = a 11 (x)y 1 + + a 1n (x)y n y 2 = a 21 (x)y 1 + + a 2n (x)y n y n = a n1 (x)y 1 + + a nn (x)y n (1) o współczynnikach ciągłych w przedziale J 1 Rozwiązanie
Bardziej szczegółowoRównania różniczkowe. Analiza Matematyczna. Aleksander Denisiuk
Analiza Matematyczna Równania różniczkowe Aleksander Denisiuk denisjuk@pjwstk.edu.pl Polsko-Japońska Wyższa Szkoła Technik Komputerowych Wydział Informatyki w Gdańsku ul. Brzegi 55 80-045 Gdańsk Analiza
Bardziej szczegółowoDefinicje i przykłady
Rozdział 1 Definicje i przykłady 1.1 Definicja równania różniczkowego 1.1 DEFINICJA. Równaniem różniczkowym zwyczajnym rzędu n nazywamy równanie F (t, x, ẋ, ẍ,..., x (n) ) = 0. (1.1) W równaniu tym t jest
Bardziej szczegółowoRównania różniczkowe zwyczajne. 1 Rozwiązywanie równań różniczkowych pierwszego rzędu
Wydział Matematyki Stosowanej Zestaw zadań nr 13 Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie WFiIS, informatyka stosowana, I rok Elżbieta Adamus 17 maja 2018r. Równania różniczkowe zwyczajne 1 Rozwiązywanie
Bardziej szczegółowoRównania różniczkowe. Równania różniczkowe zwyczajne rzędun,n 2. Małgorzata Wyrwas. Katedra Matematyki Wydział Informatyki Politechnika Białostocka
Równania różniczkowe Równania różniczkowe zwyczajne rzędun,n 2 Małgorzata Wyrwas Katedra Matematyki Wydział Informatyki Politechnika Białostocka Równania różniczkowe str. 1/38 Równania różniczkowe zwyczajne
Bardziej szczegółowoAnaliza matematyczna i algebra liniowa Elementy równań różniczkowych
Analiza matematyczna i algebra liniowa Elementy równań różniczkowych Wojciech Kotłowski Instytut Informatyki Politechniki Poznańskiej email: imię.nazwisko@cs.put.poznan.pl pok. 2 (CW) tel. (61)665-2936
Bardziej szczegółowoVI. Równania różniczkowe liniowe wyższych rzędów
VI. 1. Równanie różniczkowe liniowe n-tego rzędu o zmiennych współczynnikach Niech podobnie jak w poprzednim paragrafie K = C lub K = R. Podobnie jak w dziedzinie rzeczywistej wprowadzamy pochodne wyższych
Bardziej szczegółowoROZWIĄZANIA I ODPOWIEDZI
ROZWIĄZANIA I ODPOWIEDZI Zadanie A1. =1+cos a) = =2cos( sin) = = sin2 = ln += =sin2 = ln 1+cos +. b) sin(+3)= =+3 = 3 =( 3) = sin= =( 6+9) sin= sin 6 sin+9sin. Obliczamy teraz pierwszą całkę: sin= ()=
Bardziej szczegółowoWstęp do równań różniczkowych
Wstęp do równań różniczkowych Wykład 1 Lech Sławik Instytut Matematyki PK Literatura 1. Arnold W.I., Równania różniczkowe zwyczajne, PWN, Warszawa, 1975. 2. Matwiejew N.M., Metody całkowania równań różniczkowych
Bardziej szczegółowoLista zadań nr 2 z Matematyki II
Lista zadań nr 2 z Matematyki II dla studentów wydziału Architektury, kierunku Gospodarka Przestrzenna. Wyznaczyć dziedzinę funkcji f(x, y) = ln(4 x 2 y 2 ), f(x, y) = x 2 + y 2, f(x, y) = ln(4 x 2 y 2
Bardziej szczegółowo25. RÓWNANIA RÓŻNICZKOWE PIERWSZEGO RZĘDU. y +y tgx=sinx
5. RÓWNANIA RÓŻNICZKOWE PIERWSZEGO RZĘDU 5.1. Pojęcia wstępne. Klasfikacja równań i rozwiązań Rozróżniam dwa zasadnicze tp równań różniczkowch: równania różniczkowe zwczajne i równania różniczkowe cząstkowe.
Bardziej szczegółowoWstęp do równań różniczkowych
Wstęp do równań różniczkowych Wykład 1 Lech Sławik Instytut Matematyki PK Literatura 1. Arnold W.I., Równania różniczkowe zwyczajne, PWN, Warszawa, 1975. 2. Matwiejew N.M., Metody całkowania równań różniczkowych
Bardziej szczegółowoRÓWNANIA RÓŻNICZKOWE WYKŁAD 4
RÓWNANIA RÓŻNICZKOWE WYKŁAD 4 Obszar określoności równania Jeżeli występująca w równaniu y' f ( x, y) funkcja f jest ciągła, to równanie posiada rozwiązanie. Jeżeli f jest nieokreślona w punkcie (x 0,
Bardziej szczegółowoANALIZA MATEMATYCZNA
ANALIZA MATEMATYCZNA TABLICE Spis treści: 1.) Pochodne wzory 2 2.) Całki wzory 3 3.) Kryteria zbieżności szeregów 4 4.) Przybliżona wartość wyrażenia 5 5.) Równanie płaszczyzny stycznej i prostej normalnej
Bardziej szczegółowoTydzień nr 9-10 (16 maja - 29 maja), Równania różniczkowe, wartości własne, funkcja wykładnicza od operatora - Matematyka II 2010/2011L
Tydzień nr 9-10 (16 maja - 29 maja) Równania różniczkowe wartości własne funkcja wykładnicza od operatora - Matematyka II 2010/2011L Wszelkie pytania oraz uwagi o błędach proszę kierować na przemek.majewski@gmail.com
Bardziej szczegółowoRównania różniczkowe. Lista nr 2. Literatura: N.M. Matwiejew, Metody całkowania równań różniczkowych zwyczajnych.
Równania różniczkowe. Lisa nr 2. Lieraura: N.M. Mawiejew, Meody całkowania równań różniczkowych zwyczajnych. W. Krysicki, L. Włodarski, Analiza Maemayczna w Zadaniach, część II 1. Znaleźć ogólną posać
Bardziej szczegółowoAnaliza matematyczna dla informatyków 3 Zajęcia 14
Analiza matematyczna dla informatyków 3 Zajęcia 14 Metoda rozwiązywania (Jednorodne równanie różniczkowe liniowe rzędu n o stałych współczynnikach). gdzie a 0,..., a n 1 C. Wielomian charakterystyczny:
Bardziej szczegółowoANALIZA MATEMATYCZNA Z ELEMENTAMI STATYSTYKI MATEMATYCZNEJ
ANALIZA MATEMATYCZNA Z ELEMENTAMI STATYSTYKI MATEMATYCZNEJ FUNKCJE WÓCH ZMIENNYCH RZECZYWISTYCH efinicja 1. Niech A będzie dowolnym niepustym zbiorem. Metryką w zbiorze A nazywamy funkcję rzeczywistą d
Bardziej szczegółowoWykład z równań różnicowych
Wykład z równań różnicowych 1 Wiadomości wstępne Umówmy się, że na czas tego wykładu zrezygnujemy z oznaczania n-tego wyrazu ciągu symbolem typu x n, y n itp. Zamiast tego pisać będziemy x (n), y (n) itp.
Bardziej szczegółowoELEKTROTECHNIKA Semestr 2 Rok akad / ZADANIA Z MATEMATYKI Zestaw Oblicz pochodne cząstkowe rzędu drugiego funkcji:
ZADANIA Z MATEMATYKI Zestaw. Oblicz pochodne cząstkowe funkcji: a) f(x, y) = x sin y x b) f(x, y) = e y +x 2 c) f(x, y, z) = z cos x+y z 2. Oblicz pochodne cząstkowe rzędu drugiego funkcji: 3. Wyznacz
Bardziej szczegółowo2 Równania różniczkowe zwyczajne o rozdzielonych zmiennych
2. Równania o rozdzielonych zmiennych 2 1 2 Równania różniczkowe zwyczajne o rozdzielonych zmiennych Równaniem różniczkowym zwyczajnym pierwszego rzędu o rozdzielonych zmiennych nazywamy równanie różniczkowe
Bardziej szczegółowoRachunek różniczkowy i całkowy 2016/17
Rachunek różniczkowy i całkowy 26/7 Zadania domowe w pakietach tygodniowych Tydzień 3-7..26 Zadanie O. Czy dla wszelkich zbiorów A, B i C zachodzą następujące równości: (A B)\C = (A\C) (B\C), A\(B\C) =
Bardziej szczegółowoTemat wykładu: Równania różniczkowe. Anna Rajfura, Matematyka na kierunku Biologia w SGGW 1
Temat wykładu: Równania różniczkowe Anna Rajfura, Matematyka na kierunku Biologia w SGGW 1 Zagadnienia 1. Terminologia i oznaczenia 2. Definicje 3. Przykłady Anna Rajfura, Matematyka na kierunku Biologia
Bardziej szczegółowoRównania różniczkowe zwyczajne
Równania różniczkowe zwyczajne zadań dla sudenów kierunku Auomayka i roboyka WEAIiIB AGH Michał Góra Wydział Maemayki Sosowanej AGH I. Równania o zmiennych rozdzielonych: y = f (y)f () Zadanie. Rozwiąż
Bardziej szczegółowoFUNKCJA LINIOWA - WYKRES
FUNKCJA LINIOWA - WYKRES Wzór funkcji liniowej (Postać kierunkowa) Funkcja liniowa jest podstawowym typem funkcji. Jest to funkcja o wzorze: y = ax + b a i b to współczynniki funkcji, które mają wartości
Bardziej szczegółowoVII. Elementy teorii stabilności. Funkcja Lapunowa. 1. Stabilność w sensie Lapunowa.
VII. Elementy teorii stabilności. Funkcja Lapunowa. 1. Stabilność w sensie Lapunowa. W rozdziale tym zajmiemy się dokładniej badaniem stabilności rozwiązań równania różniczkowego. Pojęcie stabilności w
Bardziej szczegółowoRównania różniczkowe liniowe II rzędu
Równania różniczkowe liniowe II rzędu Definicja równania różniczkowego liniowego II rzędu Warunki początkowe dla równania różniczkowego II rzędu Równania różniczkowe liniowe II rzędu jednorodne (krótko
Bardziej szczegółowoDystrybucje. Marcin Orchel. 1 Wstęp Dystrybucje Pochodna dystrybucyjna Przestrzenie... 5
Dystrybucje Marcin Orchel Spis treści 1 Wstęp 1 1.1 Dystrybucje................................... 1 1.2 Pochodna dystrybucyjna............................ 3 1.3 Przestrzenie...................................
Bardziej szczegółowoUkłady równań liniowych
Układy równań liniowych Niech K będzie ciałem. Niech n, m N. Równanie liniowe nad ciałem K z niewiadomymi (lub zmiennymi) x 1, x 2,..., x n K definiujemy jako formę zdaniową zmiennej (x 1,..., x n ) K
Bardziej szczegółowoWykład z równań różnicowych
Wykład z równań różnicowych Umówmy się, że na czas tego wykładu zrezygnujemy z oznaczania n-tego wyrazu ciągu symbolem typu x n, y n itp. Zamiast tego pisać będziemy x (n), y (n) itp. Definicja 1. Operatorem
Bardziej szczegółowoCałka podwójna po prostokącie
Całka podwójna po prostokącie Rozważmy prostokąt = {(x, y) R : a x b, c y d}, gdzie a, b, c, d R, oraz funkcję dwóch zmiennych f : R ograniczoną w tym prostokącie. rostokąt dzielimy na n prostokątów i
Bardziej szczegółowoMatematyka II. Bezpieczeństwo jądrowe i ochrona radiologiczna Semestr letni 2018/2019 wykład 13 (27 maja)
Matematyka II Bezpieczeństwo jądrowe i ochrona radiologiczna Semestr letni 208/209 wykład 3 (27 maja) Całki niewłaściwe przedział nieograniczony Rozpatrujemy funkcje ciągłe określone na zbiorach < a, ),
Bardziej szczegółowo13. Równania różniczkowe - rozwiązywanie
13. Równania różniczkowe - rozwiązywanie Grzegorz Kosiorowski Uniwersytet Ekonomiczny w Krakowie rzegorz Kosiorowski (Uniwersytet Ekonomiczny 13. wrównania Krakowie) różniczkowe - rozwiązywanie 1 / 45
Bardziej szczegółowo22. CAŁKA KRZYWOLINIOWA SKIEROWANA
CAŁA RZYWOLINIOWA SIEROWANA Niech łuk o równaniach parametrycznych: x x(t), y y(t), a < t < b, będzie łukiem regularnym skierowanym, tzn łukiem w którym przyjęto punkt A(x(a), y(a)) za początek łuku, zaś
Bardziej szczegółowoMetoda rozdzielania zmiennych
Rozdział 12 Metoda rozdzielania zmiennych W tym rozdziale zajmiemy się metodą rozdzielania zmiennych, którą można zastosować, aby wyrazić jawnymi wzorami rozwiązania pewnych konkretnych równań różniczkowych
Bardziej szczegółowoELEKTROTECHNIKA Semestr 2 Rok akad. 2015 / 2016. ZADANIA Z MATEMATYKI Zestaw 1. 2. Oblicz pochodne cząstkowe rzędu drugiego funkcji:
ZADANIA Z MATEMATYKI Zestaw 1 1. Oblicz pochodne cząstkowe funkcji: a) f(x, y) = x sin y x b) f(x, y) = e y 1+x 2 c) f(x, y, z) = z cos x+y z 2. Oblicz pochodne cząstkowe rzędu drugiego funkcji: 3. Wyznacz
Bardziej szczegółowoRównania różniczkowe. Równania różniczkowe zwyczajne rzędu pierwszego. Małgorzata Wyrwas
Równania różniczkowe Równania różniczkowe zwyczajne rzędu pierwszego Małgorzata Wyrwas Katedra Matematyki Wydział Informatyki Politechnika Białostocka Równania różniczkowe str. 1/49 Równania różniczkowe
Bardziej szczegółowo11 Równania różniczkowe cząstkowe. Równania różniczkowe cząstkowe pierwszego rzędu.
Równania różniczkowe cząstkowe pierwszego rzędu 11 1 11 Równania różniczkowe cząstkowe. Równania różniczkowe cząstkowe pierwszego rzędu. 11.1 Równania różniczkowe cząstkowe. Definicje i oznaczenia. Równaniem
Bardziej szczegółowoTreść wykładu. Układy równań i ich macierze. Rząd macierzy. Twierdzenie Kroneckera-Capellego.
. Metoda eliminacji. Treść wykładu i ich macierze... . Metoda eliminacji. Ogólna postać układu Układ m równań liniowych o n niewiadomych x 1, x 2,..., x n : a 11 x 1 + a 12 x 2 + + a 1n x n = b 1 a 21
Bardziej szczegółowo26. RÓWNANIA RÓŻNICZKOWE ZWYCZAJNE DRUGIEGO RZĘDU
6. RÓWNANIA RÓŻNIZKOWE ZWYZAJNE DRUGIEGO RZĘDU 6.. Własności ogólne Równaniem różniczkowym zwyczajnym rzęd drgiego nazywamy równanie, w którym niewiadomą jest fnkcja y jednej zmiennej i w którym występją
Bardziej szczegółowo1 Funkcje dwóch zmiennych podstawowe pojęcia
1 Funkcje dwóch zmiennych podstawowe pojęcia Definicja 1 Funkcją dwóch zmiennych określoną na zbiorze A R 2 o wartościach w zbiorze R nazywamy przyporządkowanie każdemu punktowi ze zbioru A dokładnie jednej
Bardziej szczegółowoFUNKCJA LINIOWA, RÓWNANIA I UKŁADY RÓWNAŃ LINIOWYCH
FUNKCJA LINIOWA, RÓWNANIA I UKŁADY RÓWNAŃ LINIOWYCH PROPORCJONALNOŚĆ PROSTA Proporcjonalnością prostą nazywamy zależność między dwoma wielkościami zmiennymi x i y, określoną wzorem: y = a x Gdzie a jest
Bardziej szczegółowoIX. Rachunek różniczkowy funkcji wielu zmiennych. 1. Funkcja dwóch i trzech zmiennych - pojęcia podstawowe. - funkcja dwóch zmiennych,
IX. Rachunek różniczkowy funkcji wielu zmiennych. 1. Funkcja dwóch i trzech zmiennych - pojęcia podstawowe. Definicja 1.1. Niech D będzie podzbiorem przestrzeni R n, n 2. Odwzorowanie f : D R nazywamy
Bardziej szczegółowo13 Równanie struny drgającej. Równanie przewodnictwa ciepła.
Równanie struny drgającej. Równanie przewodnictwa ciepła 13 1 13 Równanie struny drgającej. Równanie przewodnictwa ciepła. 13.1 Równanie struny drgającej Równanie różniczkowe liniowe drugiego rzędu typu
Bardziej szczegółowoZagadnienia brzegowe dla równań eliptycznych
Temat 7 Zagadnienia brzegowe dla równań eliptycznych Rozważmy płaski obszar R 2 ograniczony krzywą. la równania Laplace a (Poissona) stawia się trzy podstawowe zagadnienia brzegowe. Zagadnienie irichleta
Bardziej szczegółowoFunkcje wymierne. Jerzy Rutkowski. Działania dodawania i mnożenia funkcji wymiernych określa się wzorami: g h + k l g h k.
Funkcje wymierne Jerzy Rutkowski Teoria Przypomnijmy, że przez R[x] oznaczamy zbiór wszystkich wielomianów zmiennej x i o współczynnikach rzeczywistych Definicja Funkcją wymierną jednej zmiennej nazywamy
Bardziej szczegółowoRozwiązywanie równań nieliniowych
Rozwiązywanie równań nieliniowych Marcin Orchel 1 Wstęp Przykłady wyznaczania miejsc zerowych funkcji f : f(ξ) = 0. Wyszukiwanie miejsc zerowych wielomianu n-tego stopnia. Wymiar tej przestrzeni wektorowej
Bardziej szczegółowoZaawansowane metody numeryczne Komputerowa analiza zagadnień różniczkowych 4. Równania różniczkowe zwyczajne podstawy teoretyczne
Zaawansowane metody numeryczne Komputerowa analiza zagadnień różniczkowych 4. Równania różniczkowe zwyczajne podstawy teoretyczne P. F. Góra http://th-www.if.uj.edu.pl/zfs/gora/ semestr letni 2005/06 Wstęp
Bardziej szczegółowoKomputerowa analiza zagadnień różniczkowych 1. Równania różniczkowe zwyczajne podstawy teoretyczne. P. F. Góra
Komputerowa analiza zagadnień różniczkowych 1. Równania różniczkowe zwyczajne podstawy teoretyczne P. F. Góra http://th-www.if.uj.edu.pl/zfs/gora/ 2010 Zasady zaliczenie ćwiczeń egzamin ustny; na egzaminie
Bardziej szczegółowoOPIS MODUŁ KSZTAŁCENIA (SYLABUS)
OPIS MODUŁ KSZTAŁCENIA (SYLABUS) I. Informacje ogólne: 1 Nazwa modułu kształcenia Matematyka 3 2 Kod modułu kształcenia 04-ASTR1-MatIII60-2Z 3 Rodzaj modułu kształcenia obowiązkowy 4 Kierunek studiów Astronomia
Bardziej szczegółowo1 Równania różniczkowe zwyczajne liniowe pierwszego rzędu
Równania różniczkowe zwyczajne liniowe I-go rzędu 1 1 1 Równania różniczkowe zwyczajne liniowe pierwszego rzędu Równaniem różniczkowym zwyczajnym liniowym pierwszego rzędu nazywamy równanie postaci (RL1)
Bardziej szczegółowo1 Równanie różniczkowe pierwszego rzędu
1 Równanie różniczkowe pierwszego rzędu Wiele zagadnień geometrycznych, fizycznych, ekonomicznych i innych prowadzi do zależności, w których pojawiają się pochodne. Przykład 1. Znaleźć krzywą dla której
Bardziej szczegółowoRównania i nierówności wykładnicze i logarytmiczne
Równania i nierówności wykładnicze i logarytmiczne Paweł Foralewski Teoria Ponieważ funkcje wykładnicza i logarytmiczna zostały wprowadzone wcześniej, tutaj przypomnimy tylko definicję logarytmu i jego
Bardziej szczegółowoCałki nieoznaczone. 1 Własności. 2 Wzory podstawowe. Adam Gregosiewicz 27 maja a) Jeżeli F (x) = f(x), to f(x)dx = F (x) + C,
Całki nieoznaczone Adam Gregosiewicz 7 maja 00 Własności a) Jeżeli F () = f(), to f()d = F () + C, dla dowolnej stałej C R. b) Jeżeli a R, to af()d = a f()d. c) Jeżeli f i g są funkcjami całkowalnymi,
Bardziej szczegółowoMaciej Grzesiak Instytut Matematyki Politechniki Poznańskiej. Całki nieoznaczone
Maciej Grzesiak Instytut Matematyki Politechniki Poznańskiej Całki nieoznaczone 1. Definicja całki nieoznaczonej Definicja 1. Funkcja F jest funkcją pierwotną funkcji f na przedziale I, jeżeli F (x) =
Bardziej szczegółowox y = 2z. + 2y, z 2y df
. Funkcje wielu zmiennych i funkcje uwikłane Zadanie.. Obliczyć przybliżoną wartość wyrażenia (, ) (,). Korzystamy z przybliżenia f, y) f, y ) + x x, y ) + y y, y ), gdzie x = x x a y = y y. Przybliżenie
Bardziej szczegółowoRÓWNANIA RÓŻNICZKOWE WYKŁAD 5
RÓWNANIA RÓŻNICZKOWE WYKŁAD 5 Równania różniczkowe rzędu drugiego Równania rzędu drugiego sprowadzalne do równań rzędu pierwszego Równanie różniczkowe rzędu drugiego postaci F ( x, ', ") 0 ( nie wstępuje
Bardziej szczegółowoRÓŻNICZKOWANIE FUNKCJI WIELU ZMIENNYCH: rachunek pochodnych dla funkcji wektorowych. Pochodne cząstkowe funkcji rzeczywistej wielu zmiennych
RÓŻNICZKOWANIE FUNKCJI WIELU ZMIENNYCH: rachunek pochodnych dla funkcji wektorowych Pochodne cząstkowe funkcji rzeczywistej wielu zmiennych wyliczamy według wzoru (x, x 2,..., x n ) f(x, x 2,..., x n )
Bardziej szczegółowo6. Całka nieoznaczona
6. Całka nieoznaczona Grzegorz Kosiorowski Uniwersytet Ekonomiczny w Krakowie rzegorz Kosiorowski (Uniwersytet Ekonomiczny w Krakowie) 6. Całka nieoznaczona 1 / 35 Całka nieoznaczona - motywacja Wiemy
Bardziej szczegółowojest rozwiązaniem równania jednorodnego oraz dla pewnego to jest toŝsamościowo równe zeru.
Układy liniowe Układ liniowy pierwszego rzędu, niejednorodny. gdzie Jeśli to układ nazywamy jednorodnym Pamiętamy, Ŝe kaŝde równanie liniowe rzędu m moŝe zostać sprowadzone do układu n równań liniowych
Bardziej szczegółowoFunkcje wymierne. Funkcja homograficzna. Równania i nierówności wymierne.
Funkcje wymierne. Funkcja homograficzna. Równania i nierówności wymierne. Funkcja homograficzna. Definicja. Funkcja homograficzna jest to funkcja określona wzorem f() = a + b c + d, () gdzie współczynniki
Bardziej szczegółowoa 11 a a 1n a 21 a a 2n... a m1 a m2... a mn x 1 x 2... x m ...
Wykład 15 Układy równań liniowych Niech K będzie ciałem i niech α 1, α 2,, α n, β K. Równanie: α 1 x 1 + α 2 x 2 + + α n x n = β z niewiadomymi x 1, x 2,, x n nazywamy równaniem liniowym. Układ: a 21 x
Bardziej szczegółowoUkłady równań liniowych
Układy równań liniowych ozważmy układ n równań liniowych o współczynnikach a ij z n niewiadomymi i : a + a +... + an n d a a an d a + a +... + a n n d a a a n d an + an +... + ann n d n an an a nn n d
Bardziej szczegółowoFUNKCJA LINIOWA - WYKRES. y = ax + b. a i b to współczynniki funkcji, które mają wartości liczbowe
FUNKCJA LINIOWA - WYKRES Wzór funkcji liniowej (postać kierunkowa) Funkcja liniowa to funkcja o wzorze: y = ax + b a i b to współczynniki funkcji, które mają wartości liczbowe Szczególnie ważny w postaci
Bardziej szczegółowoProjekt Era inżyniera pewna lokata na przyszłość jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Materiały dydaktyczne na zajęcia wyrównawcze z matematyki dla studentów pierwszego roku kierunku zamawianego Biotechnologia w ramach projektu Era inżyniera pewna lokata na przyszłość Projekt Era inżyniera
Bardziej szczegółowoZASTOSOWANIE RACHUNKU OPERATORÓW MIKUS- IŃSKIEGO W PEWNYCH ZAGADNIENIACH DYNAMIKI KONSTRUKCJI
Budownictwo 18 Mariusz Poński ZASTOSOWANIE RACHUNKU OPERATORÓW MIKUS- IŃSKIEGO W PEWNYCH ZAGADNIENIACH DYNAMIKI KONSTRUKCJI 1. Metody transformacji całkowych Najczęściej spotykaną metodą rozwiązywania
Bardziej szczegółowo13. Równania różniczkowe - portrety fazowe
13. Równania różniczkowe - portrety fazowe Grzegorz Kosiorowski Uniwersytet Ekonomiczny w Krakowie rzegorz Kosiorowski (Uniwersytet Ekonomiczny 13. wrównania Krakowie) różniczkowe - portrety fazowe 1 /
Bardziej szczegółowoGeometria analityczna
Geometria analityczna Paweł Mleczko Teoria Informacja (o prostej). postać ogólna prostej: Ax + By + C = 0, A + B 0, postać kanoniczna (kierunkowa) prostej: y = ax + b. Współczynnik a nazywamy współczynnikiem
Bardziej szczegółowoRÓWNANIA RÓŻNICZKOWE ZWYCZAJNE. Marta Zelmańska
RÓWNANIA RÓŻNICZKOWE ZWYCZAJNE Marta Zelmańska Toruń 009 1 Rozdział 1 Wstęp Definicja 1. Równaniem różniczkowym zwyczajnym rzędu n nazywamy równanie: F (t, x, x, x,..., x (n) ) = 0 (1.1) Rozwiązaniem równania
Bardziej szczegółowoCałka nieoznaczona, podstawowe wiadomości
Całka nieoznaczona, podstawowe wiadomości Funkcją pierwotną funkcji w przedziale nazywamy funkcję taką, że dla każdego punktu z tego przedziału zachodzi Różnica dwóch funkcji pierwotnych w przedziale danej
Bardziej szczegółowoNumeryczne rozwiązywanie równań różniczkowych ( )
Numeryczne rozwiązywanie równań różniczkowych Równanie różniczkowe jest to równanie, w którym występuje pochodna (czyli różniczka). Przykładem najprostszego równania różniczkowego może być: y ' = 2x które
Bardziej szczegółowoRównania różniczkowe
Maciej Grzesiak Instytut Matematyki Politechniki Poznańskiej Równania różniczkowe 11.05.018 1. Równanie różniczkowe pierwszego rzędu Wiele zagadnień geometrycznych, fizycznych, ekonomicznych i innych prowadzi
Bardziej szczegółowoRównania różniczkowe zwyczajne zadania z odpowiedziami
Równania różniczkowe zwyczajne zadania z odpowiedziami Maciej Burnecki opracowanie Spis treści I Równania pierwszego rzędu 2 o rozdzielonych zmiennych 2 jednorodne 4 liniowe 4 Bernoulliego 5 Równania sprowadzalne
Bardziej szczegółowoKomputerowa analiza zagadnień różniczkowych 10. Dwupunktowe problemy brzegowe (BVP, Boundary Value Problems)
Komputerowa analiza zagadnień różniczkowych 10. Dwupunktowe problemy brzegowe (BVP, Boundary Value Problems) P. F. Góra http://th-www.if.uj.edu.pl/zfs/gora/ semestr letni 2007/08 Wprowadzenie Rozważmy
Bardziej szczegółowo