Дифференциальные уравнения

Дифференциальным уравнением называется уравнение, связывающее между собой независимую переменную х, искомую функцию у и её производные или дифференциалы.

Символически дифференциальное уравнение записывается так:

Дифференциальные уравнения - student2.ru

Дифференциальное уравнение называется обыкновенным, если искомая функция зависит от одного независимого переменного.

Порядком дифференциального уравнения называется порядок старшей производной (или дифференциала), входящей в данное уравнение.

Решением (или интегралом) дифференциального уравнения называется такая функция, которая обращает это уравнение в тождество.

Общим решением (или общим интегралом) дифференциального уравнения называется такое решение, в которое входит столько независимых произвольных постоянных, каков порядок уравнения. Так, общее решение дифференциального уравнения первого порядка содержит одну произвольную постоянную.

Частным решением дифференциального уравнения называется решение, полученное из общего при различных числовых значениях произвольных постоянных. Значения произвольных постоянных находятся при определённых начальных значениях аргумента и функции.

Дифференциальным уравнением первого порядка называется уравнение, в которое входят производные (или дифференциалы) не выше первого порядка.

Дифференциальным уравнением с разделяющимися переменными называется уравнение вида:

Дифференциальные уравнения - student2.ru

Для решения этого уравнения нужно сначала разделить переменные:

Дифференциальные уравнения - student2.ru

а затем проинтегрировать обе части полученного равенства:

Дифференциальные уравнения - student2.ru

1.Найти общее решение уравнения Дифференциальные уравнения - student2.ru

Разделив переменные, имеем:

Дифференциальные уравнения - student2.ru

Интегрируя обе части полученного уравнения:

Дифференциальные уравнения - student2.ru

Так как произвольная постоянная С может принимать любые числовые значения, то для удобства дальнейших преобразований вместо С мы написали (1/2)lnC. Потенцируя последнее равенство, получим:

Дифференциальные уравнения - student2.ru ·

Это и есть общее решение данного уравнения.

2.Найти частное решение уравнения Дифференциальные уравнения - student2.ru ,удовлетворяющее начальным условиям Дифференциальные уравнения - student2.ru при Дифференциальные уравнения - student2.ru .

Разделив переменные, имеем:

Дифференциальные уравнения - student2.ru

Проинтегрируем обе части полученного уравнения:

Дифференциальные уравнения - student2.ru

или

Дифференциальные уравнения - student2.ru

Это общее решение данного уравнения .Для нахождения значения произвольной постоянной С подставим значения Дифференциальные уравнения - student2.ru в выражение для общего решения: Дифференциальные уравнения - student2.ru

Следовательно, искомое частное решение, удовлетворяющее указанным начальным условиям, имеет вид Дифференциальные уравнения - student2.ru ·

Элементы комбинаторики и теории вероятностей.

Элементы комбинаторики.

Группы, составленные из каких-либо элементов, называются соединениями.

Различают три основных вида соединений: размещения, перестановки и сочетания.

Задачи, в которых производится подсчет возможных различий соединений, составленных из конечного числа элементов по некоторому правилу, называются комбинаторными. Раздел математики, занимающийся их решением, называется комбинаторикой.

  1. Размещения. Размещениями из n элементов по m в каждом называются такие соединения, которые отличаются друг от друга либо самими элементами (хотя бы одним), либо порядком их расположения.

Число размещений из n элементов по m обозначается символом Дифференциальные уравнения - student2.ru и вычисляют по формуле:

Дифференциальные уравнения - student2.ru (1.33)

  1. Перестановки. Перестановками из n элементов называются такие соединения из всех n элементов, отличаются друг от друга порядком расположения элементов. Число перестановок из n элементов обозначается символом Дифференциальные уравнения - student2.ru .

Дифференциальные уравнения - student2.ru (1.34)

Число всех перестановок из n элементов равно произведению последовательных чисел от 1 до n включительно. Произведение Дифференциальные уравнения - student2.ru обозначается символом n! (читается «n – факториал»), причем полагают 0!=1, 1!=1. Поэтому равенство (1.34) можно переписать в виде:

Дифференциальные уравнения - student2.ru (1.35)

Используя формулу (1.35), формуле (1.33) можно придать вид:

Дифференциальные уравнения - student2.ru

  1. Сочетания. Сочетаниями из n элементов по m в каждом называются такие соединения, которые отличаются друг от друга хотя бы одним элементом.

Число сочетаний из n элементов по m обозначается Дифференциальные уравнения - student2.ru . Оно находится по формуле:

Дифференциальные уравнения - student2.ru (1.36)

Которую можно записать также в виде:

Дифференциальные уравнения - student2.ru (1.37)

Кроме того, при решении задач используются следующие формулы, выражающие основные свойства сочетаний:

Дифференциальные уравнения - student2.ru (1.38)

(по определению полагают Дифференциальные уравнения - student2.ru и Дифференциальные уравнения - student2.ru )

Дифференциальные уравнения - student2.ru (1.39)

1.Найти число размещений: 1) из 10 элементов по 4; 2) из n+4 элементов по n-2.

Согласно формуле (1.33), получим:

1) Дифференциальные уравнения - student2.ru

2) Дифференциальные уравнения - student2.ru ·

2.Решить уравнение Дифференциальные уравнения - student2.ru

Используя формулу (1.33), перепишем уравнение в виде Дифференциальные уравнения - student2.ru

Учитывая, что Дифференциальные уравнения - student2.ru , разделим обе его части на Дифференциальные уравнения - student2.ru ; далее, имеем

Дифференциальные уравнения - student2.ru ·

3.Составить всевозможные перестановки из элементов 1) 1; 2) 5,6; 3) a,b,c.

(1); Дифференциальные уравнения - student2.ru ; 2) (5,6); (6,5); Дифференциальные уравнения - student2.ru ; 3) (a,b,c); (a,c,b); (b,c,a); (b,a,c); (c,b,a); (c,a,b); Дифференциальные уравнения - student2.ru ·

4.Вычислить значения выражений: 1) 5!+6!; 2) Дифференциальные уравнения - student2.ru .

1) Дифференциальные уравнения - student2.ru ·

2) Дифференциальные уравнения - student2.ru ·

5.Вычислить: 1) Дифференциальные уравнения - student2.ru 2) Дифференциальные уравнения - student2.ru

· Согласно формуле (1.37), получим:

1) Дифференциальные уравнения - student2.ru ·

2) Дифференциальные уравнения - student2.ru ·

Наши рекомендации