- •Билет № 1
- •1°. Пример
- •2°. Определения.
- •3 °. Геометрический смысл ду.
- •4°. Задача Коши.
- •1°. Уравнение в полных дифференциалах.
- •2°. Принцип сжатых отображений.
- •3°. Теорема о существовании и единственности решения дифференциального уравнения 1-го порядка.
- •3°. Связь нормальных систем с общими дифференциальными уравнениями (оду) n-го порядка.
- •5°. Нормальная линейная система (нлс).
- •1°. Линейная однородная система (лос).
- •2°. Фундаментальная система решений (фср).
- •Фундаментальная матрица однородной системы и её свойства. Определитель Вронского.
- •3°. Определитель Вронского (Вронскиниан).
- •5°. Линейные однородные дифференциальные уравнения -го порядка.
- •Свойства уравнения :
- •4°. Линейные неоднородные уравнения - го порядка с постоянными коэффициентами и правой частью.
- •5°. Лос с постоянными коэффициентами.
- •5°. Лос с постоянными коэффициентами.
- •1°. Теорема о непрерывной зависимости решений от реальных условий.
- •2°. Устойчивость по Ляпунову. Асимптотическая устойчивость.
- •3°. Теорема Ляпунова.
- •4°. Классификация точек покоя линейных систем 2-го порядка с постоянными коэффициентами.
4°. Линейные неоднородные уравнения - го порядка с постоянными коэффициентами и правой частью.
, , .
,
, где , .
,
Теорема:
Если - корень кратности характеристического многочлена , то частное решение уравнения можно искать в виде , где , .
Доказательство:
Билет № 19
5°. Лос с постоянными коэффициентами.
, ,
- собственный вектор с собственным числом .
- корни характеристического многочлена.
- собственные вектора.
Опред.: Если собственные числа различны, то соответствующие им собственные вектора линейно-независимы.
Опред.: Линейный оператор (матрица) называется диагонализируемым, если она имеет линейно-независимых собственных векторов.
Опред.: Если - линейно независимы, то - ФСР.
Билет № 20
5°. Лос с постоянными коэффициентами.
Опред.: Если матрица не диагонализируемая, то ее характеристическое уравнение имеет кратные корни.
Лемма:
Пусть - фундаментальная матрица ЛОС , где - матрица , а - невырожденная матрица. Тогда .
ЛОС , где
Доказательство:
Следствие 1:
|
|
Вывод: собственные числа увеличатся на .
Следствие 2:
- постоянная матрица.
Вывод: собственные числа не изменятся.
Теорема (о структуре общего решения):
Фундаментальную систему решений линейной однородной системы можно составить из подмножеств, соответствующих попарно различным корням характеристического многочлена, причем корню кратности соответствует линейно независ. решений вида , где - многочлены степени не превосходящей .
Доказательство:
Доказательство проводим индукцией по при фиксированном .
База индукции при все корни (собственные числа) различны теорема справедлива.
Шаг индукции. Предположим, что теорема справедлива для числа . Докажем ее для .
Без ограничения общности можно считать, что , , а теорема уже доказана для случая, когда - корень кратности , -корень кратности , -корень кратности .
Можно считать, что , иначе делаем замену на .
Пусть - собственный вектор, соответствующий . Значит, . Можно считать, что .
Сделаем замену переменных: , ,
.
,
Из уравнения следует:
учитывая, что , получаем: .
ФСР : |
- многочлены, степени - многочлены, степени - многочлены, степени |
ФСР
|
В данной матрице . - многочлены, степени - степень |
, (где - фундаментальная матрица исходной системы).
|
В результате такого произведения получим матрицу, аналогичную матрице . |
Билет № 21
1°. Теорема о непрерывной зависимости решений от реальных условий.
Опред.: Решение называется непрерывно зависящим от начальных условий на интервале :
Теорема:
Если непрерывна на , на , то ур-я , непрерывно зависит от начальных условий на интервале , где , .
Доказательство: