66
0.3
1 dx 0.3 (0.3)2 (0.3)3 ... 0,1 (0.1)2 (0.1)3 ... 0,146
0.11 x
3. Решение дифференциальных уравнений.
Пример. y y2 x, y 0 1
1 способ. Представим y(x) в виде степенного ряда с неопределенными
коэффициентами до xn (n – заранее определено). Это разложение подставляется в левую и правую часть, и приравниваются коэффициенты при равных степенях x. Решается система алгебраических уравнений, и определяются коэффициенты.
y(x) a0 a1x a2 x2 a3x3 a4 x4 a5 x5 , y 0 a0 1.
Разложение проводится по степеням (x - x0), если начальные условия заданы в точке x0. В данном уравнении производится разложение в ряд Маклорена, так как начальное
условие задано в нуле.
Заметим, что при дифференцировании степень понижается на единицу, поэтому чтобы
найти a1,..an точно, в разложении нужно запасать члены до степени n k |
включительно, где |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
k – порядок дифференциального уравнения. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
2a2 x |
3a3x |
2 |
4a4 x |
3 |
5a5x |
4 |
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
y (x) a1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
Подставляем разложения в правую и левую части уравнения y y2 |
x. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
a 2a |
2 |
x 3a |
3 |
x2 |
4a |
4 |
x3 |
5a |
5 |
x4 |
= . (a |
0 |
a x a |
2 |
x2 a |
3 |
x3 a |
4 |
x4 |
a |
5 |
x5 ) x |
|||||||||||||||||||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
a2 |
a2 x2 |
a2 x4 |
2a |
|
a x 2a |
|
a |
2 |
x2 2a |
0 |
a |
3 |
x3 |
2a |
0 |
a |
4 |
x4 |
2a a |
2 |
x3 |
2a a |
3 |
x4 x. |
|||||||||||||||||||
0 |
1 |
|
|
2 |
|
0 |
|
|
1 |
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|||||||||||
Удерживаем в разложении члены четвертых степеней.
1a1 a02 1
x2a2 2a0a1 1
x |
2 |
3a |
3 |
a |
2 |
2a |
0 |
a |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
x |
3 |
4a |
4 |
2a |
a |
3 |
2a a |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
x |
4 |
5a |
5 |
a |
2 2a |
0 |
a |
4 |
2a a |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Отсюда a |
|
|
1 a |
|
|
1, a |
|
|
1 |
, a |
|
|
|
2 |
, |
|
a |
|
|
|
7 |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
2 |
|
|
|
3 |
3 |
|
|
|
4 |
|
|
12 |
|
|
|
|
||||||
y(x) 1 x |
|
|
x2 |
|
2 |
|
|
x |
3 |
|
|
|
7 |
|
|
x |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
2 |
|
3 |
|
|
|
|
12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
2 способ. Представим y(x) |
|
|
в виде ряда Тейлора. |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
y |
|
3 |
|
|
y |
1V |
(0) |
|
4 |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(0) |
|
|
|
|
|
|
|
(0) |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
y(x) y(0) y (0)x |
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
... |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
2! |
|
|
|
|
|
|
|
|
3! |
|
|
|
|
|
|
4! |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
y(0) 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
y |
|
|
|
2 |
(x) x, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
(0) 0 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
(x) y |
|
|
|
y |
|
(0) y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
y |
|
|
|
|
|
|
|
|
1, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 1 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
(x) 2yy |
|
|
y |
(0) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
(x) 2 y |
|
|
|
2yy |
|
, |
|
|
|
(0) 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
y |
1V |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2yy |
|
|
|
y |
1V |
(0) 4 2 8 14 |
|
||||||||||||||||||||||||||
|
(x) 4y y |
|
2y y |
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
67
y(x) 1 x 1 x2 2 x3 7 x4. 2 3 12
Содержание
Часть1 Кратные, криволинейные интегралы, теория поля
Лекция 1 |
Двойной интеграл.. |
|
2 |
Лекция 2. |
Приложения двойного интеграла |
. |
6 |
Лекция 3. |
Тройной интеграл |
. |
10 |
Лекция 4. |
Приложения тройного интеграла |
|
13 |
Лекция 5. |
Криволинейные интегралы 1 и 2 рода, их свойства |
15 |
|
Лекция 6. |
Формула Грина |
|
20 |
Лекция 7 |
Поверхностный интеграл. |
|
26 |
Лекция 8 |
Приложения определенного интеграла. |
|
30 |
Лекция 9 |
Формула Стокса |
|
35 |
|
Часть 2 Числовые и функциональные ряды. |
|
|
Лекция 10. |
Числовые ряды и их свойства |
|
42 |
Лекция 11. |
Знакоположительные ряды |
|
44 |
Лекция 12. |
Знакопеременные ряды |
|
51 |
Лекция 13. |
Функциональные ряды |
|
56 |
Лекция 14. |
Степенные ряды |
|
60 |
Лекция 15. |
Ряд Тейлора |
|
63 |