
Критерій інтегрованості функцій
Сторінка: 1
Розділ: Математика
Комбінацією, що інтегрується, називається диференціальне рівняння, отримане шляхом перетворень із системи, диференціальних рівнянь, але яке вже можна легко інтегрувати. . Одна комбінація, що інтегрується, дає можливість одержати одне кінцеве рівняння , яке є першим інтегралом системи. Геометрично перший інтеграл являє собою -вимірну поверхню в -вимірному просторі, що цілком складається з інтегральних кривих Якщо знайдено -комбінацій, що інтегруються, то одержуємо перших інтегралів  І, якщо інтеграли незалежні, то хоча б один з визначників . Звідси з системи можна виразити - невідомих функцій через інші і підставивши їх у вихідну систему, понизити порядок до - рівнянь. Якщо і всі інтеграли незалежні, то одержимо загальний інтеграл системи. Особливо поширеним засобом знаходження комбінацій, що інтегруються, є використання систем у симетричному вигляді. Систему диференціальних рівнянь, що записана в нормальній формі  можна переписати у вигляді . . При такій формі запису всі змінні рівнозначні. Система диференціальних рівнянь, що записана у вигляді , називається системою у симетричному вигляді. При знаходженні комбінацій, що інтегруються, найбільш часто використовується властивість “пропорційності”. А саме, для систем в симетричному вигляді справедлива рівність  . Розглянемо деякі типи диференціальних рівнянь, що інтегруються в квадратурах. 1) Рівняння вигляду . Проінтегрувавши його -раз одержимо загальний розв’язок у вигляді . Якщо задані умови Коші , то розв’язок має вигляд  2) Рівняння вигляду . Нехай це рівняння вдалося записати в параметричному вигляді  Використовуючи основне співвідношення , одержимо . Проінтегрувавши його, маємо . І одержимо параметричний запис рівняння -порядку  Проробивши зазначений процес ще -раз, одержимо загальний розв’язок рівняння в параметричному вигляді  3) Рівняння вигляду . Нехай це рівняння вдалося записати в параметричному вигляді  Використовуючи основне співвідношення , одержуємо . Проінтегрувавши, маємо . І одержали параметричний запис рівняння -порядку  Використовуючи попередній пункт, понизивши порядок на одиницю, запишемо  Проробивши останню процедуру -раз, запишемо загальний розв’язок у параметричному вигляді  4) Нехай рівняння вигляду  можна розв'язати відносно старшої похідної . Домножимо його на й одержимо . Перепишемо його у вигляді . Проінтегрувавши, маємо , тобто , або . Таким чином одержали параметричний запис рівняння -порядку  і повернулися до третього випадку.
|