Высшая математика
Методика нахождения общего решения дифференциального уравнения при помощи приведения к каноническому виду. Алгоритм вычисления задачи Коши методом Даламбера. Порядок расчета первой смешанной задачи для уравнения теплопроводности на заданном отрезке.
| Рубрика | Математика |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 29.11.2016 |
| Размер файла | 59,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru
Размещено на http://www.allbest.ru
1. Найти общее решение данного уравнения, приведя его к каноническому виду
Решение.
Так как d = 1-1=0, то это уравнение параболического типа. Уравнение характеристик имеет вид:
.
Его общее решение y+x=C. Сделаем замену переменных:
=x +y , = y
Приведем уравнение к каноническому виду:
Это обыкновенное дифференциальное уравнение 2-го порядка. Составляем его характеристическое уравнение 2 -4=0. Находим корни 1=0, 2=4. Общее решение имеет вид:
.
После замены переменных =x +y , = y оно представится в виде:
,
где - произвольные дважды дифференцируемые функции.
2. Методом Даламбера найти решения задач Коши:
Решение.
По формуле Даламбера:
имеем:
3. Решить методом Фурье волновое уравнение:
,
колебаний струны, длиной l, закрепленной на концах х=0 и х=l.
Решение.
Следовательно:
4. Решить задачу Дирихле уравнения Лапласа:
0?r?2, R()=5cos3
Решение.
Решение задачи Дирихле ищем в виде:
,
Где:
.
5. Решить первую смешанную задачу для уравнения теплопроводности на отрезке [0, l]:
дифференциальный коши уравнение отрезок
a=2,l=4,
,
Где:
6. Решить экстремальную задачу методом Лагранжа
Решение.
Приведем задачу к каноническому виду.
Составим функцию Лагранжа.
Запишем необходимые условия минимума:
1) Условия стационарности:
2) Условия дополняющей нежесткости:
3) Условия согласования знаков:
4) Условия допустимости:
1. Нерегулярный случай 0=0. Тогда из условий стационарности получим:
Возможен случай, что 1=0, 2=0. Это противоречит третьему условию согласованности.
Если , то .
Из условий допустимости получаем:
При данных ограничениях минимум целевой функции достигается в точке (1,-4) и равно 16.
2. Регулярный случай 0=1. Тогда из условий стационарности имеем:
2.1 Рассмотрим случай 2>0. Тогда условия дополняющей нежесткости принимают вид%
Если здесь 1>0, то получим:
Если 1=0, 2>0.
Тогда:
Первое условие допустимости не выполняется, случай 1=0, 2>0 невозможен
2.2. Рассмотрим случай 2=0. Тогда условия стационарности принимают вид:
Если 1=0, то решений нет.
Если 1>0:
Условия допустимости выполняются.
Значение целевой функции равно 9,46.
. Наименьшее значение принимает в точке (1,24;-3,03).
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Порядок и процедура поиска решения дифференциального уравнения. Теорема существования и единственности решения задачи Коши. Задачи, приводящие к дифференциальным уравнениям. Дифференциальные уравнения первого порядка, с разделяющими переменными.
лекция [744,1 K], добавлен 24.11.2010Определение наименьшего и наибольшего значения функции в ограниченной области и ее градиента; общего интеграла и общего и частного решения дифференциального уравнения. Исследование ряда на абсолютную сходимость с применением признаков Коши и Даламбера.
контрольная работа [107,2 K], добавлен 25.11.2013Методы построения общего решения уравнения Бернулли. Примеры решения задач с помощью него. Особое решение уравнения Бернулли и его особенности. Понятие дифференциального уравнения, его виды и свойства. Значение уравнения Бернулли в математике и физике.
курсовая работа [183,1 K], добавлен 25.11.2011Порядок и принципы составления дифференциального уравнения, методика нахождения неизвестных значений. Замена исходного дифференциального уравнения на систему n-линейных уравнений относительно n-неизвестных. Формирование и решение системы уравнений.
задача [118,8 K], добавлен 20.09.2013Метод разделения переменных в задаче Штурма-Лиувилля. Единственность решения смешанной краевой задачи, реализуемая методом априорных оценок. Постановка и решение смешанной краевой задачи для нелокального волнового уравнения с дробной производной.
курсовая работа [1003,8 K], добавлен 29.11.2014Задачи, приводящие к дифференциальным уравнениям. Теорема существования, единственности решения задачи Коши. Общее решение дифференциального уравнения, изображаемое семейством интегральных кривых на плоскости. Способ нахождения огибающей семейства кривых.
реферат [165,4 K], добавлен 24.08.2015Нахождение уравнения гиперболы при заданном значении вещественной полуоси. Вычисление предела функции и ее производных. Составление уравнения нормали к кривой. Решение системы алгебраических уравнений методом Гаусса и при помощи формулы Крамера.
контрольная работа [871,9 K], добавлен 12.10.2014Задачи Коши для дифференциальных уравнений. График решения дифференциального уравнения I порядка. Уравнения с разделяющимися переменными и приводящиеся к однородному. Однородные и неоднородные линейные уравнения первого порядка. Уравнение Бернулли.
лекция [520,6 K], добавлен 18.08.2012Анализ уравнения гиперболического типа - волнового уравнения. Метод распространяющихся волн. Формула Даламбера, неоднородное уравнение. Задача Коши, двумерное волновое уравнение. Теорема устойчивости решения задачи Коши. Формулы волнового уравнения.
реферат [1,0 M], добавлен 11.12.2014Последовательность решения линейной краевой задачи. Особенности метода прогонки. Алгоритм метода конечных разностей: построение сетки в заданной области, замена дифференциального оператора. Решение СЛАУ методом Гаусса, конечно-разностные уравнения.
контрольная работа [366,5 K], добавлен 28.07.2013Понятие о голоморфном решении задачи Коши. Теорема Коши о существовании и единственности голоморфного решения задачи Коши. Решение задачи Коши для линейного уравнения второго порядка при помощи степенных рядов. Интегрирование дифференциальных уравнений.
курсовая работа [810,5 K], добавлен 24.11.2013Порядок решения дифференциального уравнения 1-го порядка. Поиск частного решения дифференциального уравнения, удовлетворяющего указанным начальным условиям. Особенности применения метода Эйлера. Составление характеристического уравнения матрицы системы.
контрольная работа [332,6 K], добавлен 14.12.2012Полное исследование функции с помощью производных, построение графика функции, нахождение ее наибольшего и наименьшего значения на отрезке. Методика вычисления неопределенных и определенных интегралов. Нахождение общего решения дифференциального уравнения
контрольная работа [133,4 K], добавлен 26.02.2012Решение дифференциального уравнения методом численного интегрирования Адамса. Методы, основанные на применении производных высших порядков. Формулы, обеспечивающие более высокую степень точности, требующие вычисления третьей производной искомого решения.
курсовая работа [81,9 K], добавлен 29.08.2010Общий интеграл дифференциального уравнения, приводящегося к однородному. Решение задачи Коши методами интегрирующего множителя и способом Бернулли. Построение интегральной кривой методом изоклин. Составление матрицы системы и применение теоремы Крамера.
курсовая работа [160,5 K], добавлен 23.12.2010Физические задачи, приводящие к уравнению теплопроводности. Краевые задачи, связанные с конфигурацией тела и условиями теплообмена. Теория разностных методов решения уравнения теплопроводности, устойчивость и сходимость соответствующих разностных схем.
дипломная работа [460,8 K], добавлен 04.05.2011Решение задачи Коши для дифференциального уравнения. Погрешность приближенных решений. Функция, реализующая явный метод Эйлера. Вычисление погрешности по правилу Рунге. Решение дифференциальных уравнений второго порядка. Условие устойчивости для матрицы.
контрольная работа [177,1 K], добавлен 13.06.2012Условия возникновения и особенности вычисления функций Матье, характеристика дифференциального уравнения Матье. Алгоритм решения задачи и алгоритмы вычисления радиальных функций эллиптического цилиндра. Определение точности результатов вычисления.
научная работа [73,8 K], добавлен 02.05.2011Понятие, закономерности формирования и решения дифференциальных уравнений. Теорема о существовании и единственности решения задачи Коши. Существующие подходы и методы решения данной задачи, оценка погрешности полученных значений. Листинг программы.
курсовая работа [120,8 K], добавлен 27.01.2014Методика нахождения уравнения прямой исследуемого треугольника и параллельной ей стороне с использованием углового коэффициента. Определение уравнения высоты этого треугольника. Порядок и составление алгоритма вычисления площади данного треугольника.
задача [21,9 K], добавлен 08.11.2010
