Дифференциальные уравнения в частных производных

Основная статья: Дифференциальные уравнения в частных производных

Дифференциальные уравнения в частных производных (УРЧП) — это уравнения, содержащие неизвестные функции от нескольких переменных и их частные производные. Общий вид таких уравнений можно представить в виде:

Дифференциальные уравнения в частных производных - student2.ru ,

где Дифференциальные уравнения в частных производных - student2.ru — независимые переменные, а Дифференциальные уравнения в частных производных - student2.ru — функция этих переменных.

Обыкновенные дифференциальные уравнения

Основная статья: Обыкновенные дифференциальные уравнения

Обыкновенные дифференциальные уравнения (ОДУ) — это уравнения вида

Дифференциальные уравнения в частных производных - student2.ru или Дифференциальные уравнения в частных производных - student2.ru ,

где Дифференциальные уравнения в частных производных - student2.ru — неизвестная функция (возможно, вектор функция ; в таком случае часто говорят о системе дифференциальных уравнений), зависящая от независимой переменной Дифференциальные уравнения в частных производных - student2.ru , штрих означает дифференцирование по Дифференциальные уравнения в частных производных - student2.ru . Число Дифференциальные уравнения в частных производных - student2.ru называется порядком дифференциального уравнения.

6.ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЕ УРАВНЕНИЕ С ЧАСТНЫМИ ПРОИЗВОДНЫМИ С ОСОБЕННОСТЯМИ В КОЭФФИЦИЕНТАХ- уравнение с частными производными, коэффициенты и свободный член к-рого на некоторых многообразиях из замыкания области их задания имеют разрывы первого рода или обращаются в бесконечность.

Типичными уравнениями такого типа являются, например, уравнение Лаврентьева - Бицадзе Дифференциальные уравнения в частных производных - student2.ru и уравнение Эйлера - Пуассона-Дарбу

Дифференциальные уравнения в частных производных - student2.ru

или

Дифференциальные уравнения в частных производных - student2.ru

где D - оператор Лапласа по переменным х 1, . .., х п.

8

Дифференциальные уравнения

Задача 1. Найти общее решение дифференциального уравнения Дифференциальные уравнения в частных производных - student2.ru

Задача 2. Решить задачу Коши Дифференциальные уравнения в частных производных - student2.ru

Задача 3. Показать, что функция Дифференциальные уравнения в частных производных - student2.ru является общим интегралом дифференциального уравнения Дифференциальные уравнения в частных производных - student2.ru

Задача 4. Решить дифференциальное уравнение
Дифференциальные уравнения в частных производных - student2.ru

Задача 5. Решить дифференциальное уравнение Дифференциальные уравнения в частных производных - student2.ru

Задача 6. Решить дифференциальное уравнение Дифференциальные уравнения в частных производных - student2.ru

Задача 7. Скорость остывания нагретого тела пропорциональна разности температур тела и окружающей среды. За 10 минут тело охладилось от 100 до 60 градусов. Температура среды постоянна и равна 20 градусам. Когда тело остынет до 25 градусов?

Задача 8. Решить дифференциальное уравнение Дифференциальные уравнения в частных производных - student2.ru

Литература

Учебники

  • В. И. Арнольд. Обыкновенные дифференциальные уравнения. М.: Наука, 1966.
  • Л. С. Понтрягин Обыкновенные дифференциальные уравнения. М.: Наука, 1974
  • Л. Э. Эльсгольц. Дифференциальные уравнения и вариационное исчисление. М.: Наука, 1969.
  • А. Н. Тихонов, Васильева А. Б., А. Г. Свешников. Дифференциальные уравнения, 4е изд., Физматлит, 2005.
  • А. Н. Тихонов, А. А. Самарский. Уравнения математической физики. М.: Наука, 1972.
  • А. Д. Полянин, В. Ф. Зайцев, А. И. Журов. Методы решения нелинейных уравнений математической физики и механики. М.: Физматлит, 2005.
  • Чарльз Генри Эдвардс , Дэвид Э. Пенни. Дифференциальные уравнения и проблема собственных значений: моделирование и вычисление с помощью Mathematica, Maple и MATLAB = Differential Equations and Boundary Value Problems: Computing and Modeling. — 3-е изд. — М.: «Вильямс», 2007. — ISBN 978-5-8459-1166-7
  • Х. Р. Латипов. Качественные исследование характеристик одного класса дифференциальных уравнений в целом. Т.: ФАН, 1993
  • А. Ф. Филиппов Введение в теорию дифференциальных уравнений. — Изд. 2-е. — 2007. — 240 с. — ISBN 5354004160
  • А. М. Ахтямов. Математика для социологов и экономистов. — М. : Физматлит, 2004.

Справочники

  • Э. Камке. Справочник по обыкновенным дифференциальным уравнениям. М.: Наука, 1976.
  • В. Ф. Зайцев, А. Д. Полянин. Справочник по обыкновенным дифференциальным уравнениям. М.: Физматлит, 2001.
  • Э. Камке. Справочник по дифференциальным уравнениям в частных производных первого порядка. М.: Наука, 1966.
  • В. Ф. Зайцев, А. Д. Полянин. Справочник по дифференциальным уравнениям с частными производными первого порядка. М.: Физматлит, 2003.
  • А. Д. Полянин, В. Ф. Зайцев. Справочник по нелинейным уравнениям математической физики: Точные решения. М.: Физматлит, 2002 .

Заключение

В результате проведенной работы была раскрыта тема “дифференциальные уравнения второго порядка”, поставленная цель достигнута в полном объеме, выполнены следующие задачи:

1.Расмотрены основные понятия

2.Изучены линейные дифференциальные уравнения первого порядка

3.Изучены линейные дифференциальные уравнения второго порядка с постоянными коэффициентами

4.Повторены обыкновенные дифференциальные уравнения

5.Найдены примеры и уравнения

В заключении хотелось бы отметить, что будущее экономики непосредственно зависит от Дифференциальных уравнений. Актуальность данной проблемы можно наблюдать как в модели Эванса, где непосредственно используются Дифференцированные уравнения, так и в современном производстве, зависящей от взаимодействия спроса и предложения.

Наши рекомендации