Всё сдал! - помощь студентам онлайн Всё сдал! - помощь студентам онлайн

Реальная база готовых
студенческих работ

Узнайте стоимость индивидуальной работы!

Вы нашли то, что искали?

Вы нашли то, что искали?

Да, спасибо!

0%

Нет, пока не нашел

0%

Узнайте стоимость индивидуальной работы

это быстро и бесплатно

Получите скидку

Оформите заказ сейчас и получите скидку 100 руб.!


Интегрирование линейного дифференциального уравнения с помощью степенных рядов

Тип Реферат
Предмет Математика
Просмотров
1677
Размер файла
86 б
Поделиться

Ознакомительный фрагмент работы:

Интегрирование линейного дифференциального уравнения с помощью степенных рядов

Длярешения дифференциальногоуравнения:


(I.1)

где функцииаi(t)(i=0,1,2)разлагаютсяв степеннойряд в окрестноститочки t0с радиусамисходимостиri:

i=0,1,2


необходимонайти двалинейно-независимыхрешения 1(t),2(t).Такими решениямибудут, например,решения уравнения(I.1)с начальнымиусловиями:


Решения iбудем искатьв виде степенногоряда:


(I.2)


методомнеопределенныхкоэффициентов.

Для решениявоспользуемсятеоремами.

Теорема1: (об аналитическомрешении)

Еслиp0(x),p1(x),p2(x)являютсяаналитическимифункциями xв окрестноститочки x=x0и p0(x)≠0,то решенияуравненияp0(x)y’’+ p1(x)y’ + p2(x)y= 0 также являютсяаналитическимифункциями внекоторойокрестноститой же точкии, значит, решенияуравнения можноискать в виде: y=l0+ l1(x-x0)+ l2(x-x0)2+ … + ln(x-x0)n+ …


Теорема2: (о разложимостирешения в обобщенныйстепенной ряд)


Если уравнение(I.1) удовлетворяетусловиям предыдущейтеоремы, ноx=x0является нулемконечногопорядка Sфункции a0(x),нулем порядкаS-1 или вышефункции a1(x)(если S>1) инулем порядкане ниже S-2коэффициентаa2(x)(если S>2), тосуществует,по крайнеймере, однонетривиальноерешение уравнения(I.1) в видесуммы обобщенногостепенногоряда:

y= l0(x- x0)k+ l1(x– x0)k+1+ … + ln(x-x0)k+n+ …

где k- некотороедействительноечисло, котороеможет быть какцелым, так идробным, какположительным,так и отрицательным.


Рассмотримуравнение:

(I.3)


a0(t)= t + 2 ; a1(t)= -1; a2(t)= -4t3;a0(t)≠ 0 t

по теореме 2хотя бы однонетривиальноерешение уравнения(I.3) можетбыть найденов виде суммыобобщенногостепенногоряда (t)= cn(t-t0)n

возьмем t0= 0, будем искатьрешение в виде(t)= cntn (I.4)

Опираясь натеорему 1 и,дифференцируяряд (I.4) почленнодва раза, получим

(t)= ncntn-1,(t)= n(n-1)cntn-2

(2+t)( n(n-1)cntn-2)– (ncntn-1)– 4t3(cntn)=0

Вычислим коэффициентыпри соответствующихстепенях:

t0: 4c2– c1=0 4c2-c1-4c-3=0

t1:

рекуррентноесоотношениеимеет вид

nN, c-3=0,c-2=0, c-1=0 (I.5)

при n=0,

n=1,

n=2, c4=0

n=3,

n=m-2,

Итак,

Найдем радиусысходимостиR полученныхрешений, общимметодом непредставляетсявозможным,поэтому наоснованиитеоремы осуществованиии единственностирешения.

Которые имеютобласть сходимости(по формулеДаламбера):

а)

б)

Итак, областьсходимости


  1. Синтезуправленияс не более, чемс одним переключениемв управляемойсистеме второгопорядка.


Необходиморассмотретьлинейную управляемуюсистему:



Требуетсяподобратьуправлениеи( ),переводящеефазовую точку(х1,х2)из заданногоначальногосостояния вначало координат(0,0).

Навыбор управленияи( )накладываетсяусловие |и( )|=1 и и() имеет неболее одногопереключения.

положениеравновесия

Д=-7 фокус,т.к.

III.Малыевозмущениясистемы линейныхуравнений

В этой задачерассматриваетсясистема:



с действительнымикоэффициентамиаij.

Необходимоисследоватьфазовые кривыеэтой системы:




(1)


Сведем систему(1) к системе вида:


(2)



с помощью замены


(3)


Запишемсистему (1) в виде

,где (4)

Подставим в систему (4), а в систему (3), тогдаполучим:

(5)

Найдемсобственныезначения матрицыА:


,


Систему(2) можно записатьв виде:

, где (6)

Изсистемы (5) и (6)следует, что

Подберемматрицу С такую,что пусть и AC = CB

=

Решивэту систему,получим: a=-2,b=-1, c=1, d=0, т.е. и

Поставимматрицу С взамену:

Подставимполученныезначения всистему (2):

,где

При получаем систему

Этоуравнение малыхколебаниймаятника. Потеореме одифференцируемостипо параметрупри малых решение (наконечном интервалевремени) отличаетсяпоправкойпорядка от гармоническихколебаний:


Следовательно,при достаточномалом = (Т) фазоваяточка остаетсявблизи окружностирадиуса А втечении интервалавремени Т.

Прифазовая криваяне обязательнозамкнутая: онаможет иметьвид спирали,у которой расстояниемежду соседнимивитками оченьмало (порядка). Чтобыузнать, приближаетсяли фазоваякривая к началукоординат илиуходит от него,рассмотримприращениеэнергии за один оборотвокруг началакоординат. Насинтересуетзнак этогоприращения:на раскручивающейсяспирали приращениеположительное,на сжимающейся– отрицательное,а на цикле равно0. Выведем приближеннуюформулу:


Подставляязначения и ,получим:

Длявычисленияэнергии заоборот следовалобы проинтегрироватьэту функциювдоль виткафазовой траектории,которая неизвестна.Но виток близокк окружности.Поэтому интегралможно посчитатьс точностьюдо O()по окружностирадиуса А.

Пусть,тогда


для (при малыхположительныхзначениях ),поэтому фазовыеточки удаляютсяот центра, т.е.фазовая криваяраскручивается.

Векторскорости кривойнаправлен почасовой стрелке,так как точкас координатами(1,0) переходитв точку (0,-1)

Таккак detC>0, топри замене на ориентациясистемы координатне изменилась.



Литература

  1. ЛизоркинГ.И. Курсобыкновенныхдифференциальныхи интегральныхуравнений.М.: Наука, 1981, Гл.7.§6. С.344-348.

  2. ЭльсгольцГ.Э. Дифференциальныеуравнения ивариационноеисчисление.М.: Наука, 1969, Гл.2.§7.

  3. ПонтрягинЛ.С., БолтянскийВ.Г., ГамкрелидзеР.В., МищенкоЕ.Ф. Математическаятеория оптимальныхпроцессов. М.:Наука, 1969, Гл.1. §5.

  4. БолтянскийВ.Г. Математическиеметоды оптимальногоуправления.М.: Наука, 1969, Гл.1.§3.

  5. ПонтрягинЛ.С. Обыкновенныедифференциальныеуравнения.М.: Наука, 1974, Гл.2.§16.

  6. Арнольд В.И. Обыкновенныедифференциальныеуравнения.М.: Наука, 1975, ГЛ.2.§12. С.73-78,84-85.


programcoefficients;

typemas=array[1..100] of real;beg=array[1..6] of real;

varrez1,rez2:text;

r1,r2:mas;i:integer;r:beg;

procedurecalculate(t:beg;var a:mas);

begin

fori:=1 to 6 do a[i]:=t[i];

fori:=7 to 100 do

a[i]:=2*a[i-5]/(i*(i-1))+a[i-1]*(1-i)/(2*i)

end;

begin

assign(rez1,'rez1.txt');

rewrite(rez1);

assign(rez2,'rez2.txt');

rewrite(rez2);

r[1]:=1;r[6]:=1/10;

calculate(r,r2);

r[1]:=0;r[2]:=1;r[3]:=1/4;r[6]:=0;

calculate(r,r1);

fori:=1 to 25 do begin

writeln(rez1,' ',r1[i],' ',r1[i+25],' ',r1[i+50],' ',r1[i+75]);

writeln(rez2,' ',r2[i],' ',r2[i+25],' ',r2[i+50],' ',r2[i+75]);

end;

close(rez1);close(rez2);

end.


0.0000000000E+00 -8.1624958212E-09 2.6771846582E-17 -3.2491066259E-25

1.0000000000E+00 4.0882043248E-09 -1.2724159976E-17 1.5836707627E-25

2.5000000000E-01 -1.9312581703E-09 6.0587809612E-18 -7.7230912899E-26

0.0000000000E+00 8.7931901201E-10 -2.8899594137E-18 3.7682040069E-26

0.0000000000E+00 -3.9113365760E-10 1.3806999533E-18 -1.8394445248E-26

0.0000000000E+00 1.7170446696E-10 -6.6063798253E-19 8.9833955968E-27

4.7619047619E-02 -7.4927003757E-11 3.1655138993E-19 -4.3892344328E-27

-1.1904761905E-02 3.2670558317E-11 -1.5188147944E-19 2.1454810957E-27

5.2910052910E-03 -1.4287416203E-11 7.2964561538E-20 -1.0491602917E-27

-2.3809523810E-03 6.2822346640E-12 -3.5094186285E-20 5.1325610907E-28

1.0822510823E-03 -2.7813172998E-12 1.6898431516E-20 -2.5118617002E-28

2.2546897547E-04 1.2405702723E-12 -8.1455391475E-21 1.2297620795E-28

-2.5668775669E-04 -5.5748878718E-13 3.9303541430E-21 -6.0228905014E-29

1.7731937375E-04 2.5231583802E-13 -1.8982784409E-21 2.9508171556E-29

-1.0542477804E-04 -1.1494982403E-13 9.1766487366E-22 -1.4461997657E-29

5.8436623727E-05 5.2681234526E-14 -4.4400237356E-22 7.0901975787E-30

-2.5841727522E-05 -2.4272611542E-14 2.1500363892E-22 -3.4771871308E-30

1.0525340241E-05 1.1236692030E-14 -1.0419555735E-22 1.7058202580E-30

-3.9487320804E-06 -5.2239376878E-15 5.0533583057E-23 -8.3708571981E-31

1.3207804853E-06 2.4378141584E-15 -2.4525851909E-23 4.1089817635E-31

-3.5067345145E-07 -1.1415093557E-15 1.1911535700E-23 -2.0175412562E-31

5.5497924241E-08 5.3615711160E-16 -5.7889316226E-24 9.9090274547E-32

1.5059649832E-08 -2.5253197948E-16 2.8151673613E-24 -4.8680681263E-32

-2.1523082502E-08 1.1924700892E-16 -1.3698530670E-24 2.3921919191E-32

1.4733681219E-08 -5.6440981997E-17 6.6695603490E-25 -1.1758340267E-32


1.0000000000E+00 1.7987642729E-08 -4.5312164317E-17 5.4992078518E-25

0.0000000000E+00 -8.3840108994E-09 2.1536019548E-17 -2.6804090156E-25

0.0000000000E+00 3.7670469949E-09 -1.0254665309E-17 1.3071557555E-25

0.0000000000E+00 -1.6526367936E-09 4.8913410547E-18 -6.3777953290E-26

0.0000000000E+00 7.1493015948E-10 -2.3368750685E-18 3.1133135776E-26

1.0000000000E-01 -3.0725084549E-10 1.1181490949E-18 -1.5204659400E-26

-4.2857142857E-02 1.3192138050E-10 -5.3577247549E-19 7.4289074616E-27

1.8750000000E-02 -5.6827322754E-11 2.5706384024E-19 -3.6312894115E-27

-8.3333333333E-03 2.4632088817E-11 -1.2349465142E-19 1.7757344336E-27

3.7500000000E-03 -1.0762594132E-11 5.9397935216E-20 -8.6870095383E-28

1.1363636364E-04 4.7441168372E-12 -2.8601088852E-20 4.2513992844E-28

-7.0143398268E-04 -2.1098685807E-12 1.3786562892E-20 -2.0814082337E-28

5.6412337662E-04 9.4633740966E-13 -6.6522391701E-21 1.0193918067E-28

-3.5348951644E-04 -4.2779448863E-13 3.2128916989E-21 -4.9943442121E-29

2.0067606005E-04 1.9475161560E-13 -1.5531745983E-21 2.4477353385E-29

-9.3119933452E-05 -8.9215279760E-14 7.5148698397E-22 -1.2000366465E-29

3.8663542340E-05 4.1095067060E-14 -3.6389993788E-22 5.8852407672E-30

-1.4570702990E-05 -1.9021691211E-14 1.7635402376E-22 -2.8871506037E-30

4.8347217880E-06 8.8424759764E-15 -8.5529565117E-23 1.4167920272E-30

-1.2403030595E-06 -4.1262694515E-15 4.1510720614E-23 -6.9545716342E-31

1.4719225001E-07 1.9320856329E-15 -2.0160622039E-23 3.4147474967E-31

9.7123795568E-08 -9.0747292577E-16 9.7979358322E-24 -1.6771318352E-31

-1.0404222235E-07 4.2742041848E-16 -4.7647529737E-24 8.2393474718E-32

6.7370672802E-08 -2.0182966417E-16 2.3185163214E-24 -4.0488546850E-32

-3.6472266477E-08 9.5528152219E-17 -1.1288425670E-24 1.9901334294E-32


Нет нужной работы в каталоге?

Сделайте индивидуальный заказ на нашем сервисе. Там эксперты помогают с учебой без посредников Разместите задание – сайт бесплатно отправит его исполнителя, и они предложат цены.

Цены ниже, чем в агентствах и у конкурентов

Вы работаете с экспертами напрямую. Поэтому стоимость работ приятно вас удивит

Бесплатные доработки и консультации

Исполнитель внесет нужные правки в работу по вашему требованию без доплат. Корректировки в максимально короткие сроки

Гарантируем возврат

Если работа вас не устроит – мы вернем 100% суммы заказа

Техподдержка 7 дней в неделю

Наши менеджеры всегда на связи и оперативно решат любую проблему

Строгий отбор экспертов

К работе допускаются только проверенные специалисты с высшим образованием. Проверяем диплом на оценки «хорошо» и «отлично»

1 000 +
Новых работ ежедневно
computer

Требуются доработки?
Они включены в стоимость работы

Работы выполняют эксперты в своём деле. Они ценят свою репутацию, поэтому результат выполненной работы гарантирован

avatar
Математика
История
Экономика
icon
159599
рейтинг
icon
3275
работ сдано
icon
1404
отзывов
avatar
Математика
Физика
История
icon
157252
рейтинг
icon
6081
работ сдано
icon
2741
отзывов
avatar
Химия
Экономика
Биология
icon
105734
рейтинг
icon
2110
работ сдано
icon
1318
отзывов
avatar
Высшая математика
Информатика
Геодезия
icon
62710
рейтинг
icon
1046
работ сдано
icon
598
отзывов
Отзывы студентов о нашей работе
67 462 оценки star star star star star
среднее 4.9 из 5
Северо-Западный открытый технический университет
Работа выполнена отлично,качественно.Выполнена досрочно,соответствует всем требованиям.Спа...
star star star star star
МПГУ
Неплохая работа за свои деньги. Однако взять и сдать не получится. Необходима корректировк...
star star star star star
ФЭК
Прекрасная Татьяна, выполнила все быстро, профессионально и раньше срока!!! Очень рекомендую 👌
star star star star star

Последние размещённые задания

Ежедневно эксперты готовы работать над 1000 заданиями. Контролируйте процесс написания работы в режиме онлайн

Пожалуйста спасайте

Контрольная, Сопромат

Срок сдачи к 2 окт.

только что

Отчет по практике

Отчёт по практике, Государственная и муниципальная служба

Срок сдачи к 12 окт.

2 минуты назад

Написать курсовую работу

Курсовая, Гражданское право

Срок сдачи к 26 окт.

3 минуты назад

Ответить на вопросы и решить задачи

Самостоятельная работа, Международный коммерческий арбитраж

Срок сдачи к 4 окт.

3 минуты назад
4 минуты назад

Реферат

Реферат, Физкультура

Срок сдачи к 20 окт.

6 минут назад

Право и закон: проблемы соотношения

Курсовая, Теория государства и права

Срок сдачи к 9 окт.

9 минут назад

Защитить курсовую работу

Курсовая, Основания и фундаменты

Срок сдачи к 3 окт.

11 минут назад
11 минут назад

Решение 1 задачи 02.10 днем

Решение задач, Сопротивление материалов

Срок сдачи к 2 окт.

11 минут назад

Развитие живописи, музыки и театра в XIX в

Реферат, История

Срок сдачи к 3 окт.

11 минут назад

ответить на вопросы по 3-м рассказам М. Горького

Ответы на вопросы, Литература

Срок сдачи к 2 окт.

11 минут назад

Подогнать курсовую работу под критерии научной статьи

Статья, Международные отношения

Срок сдачи к 9 окт.

11 минут назад

сделать презентацию по готовому докладу

Презентация, история российской цивилизации

Срок сдачи к 4 окт.

11 минут назад

Защита интеллектуальной собственности

Контрольная, Защита интеллектуальной собственности

Срок сдачи к 4 окт.

11 минут назад
planes planes
Закажи индивидуальную работу за 1 минуту!

Размещенные на сайт контрольные, курсовые и иные категории работ (далее — Работы) и их содержимое предназначены исключительно для ознакомления, без целей коммерческого использования. Все права в отношении Работ и их содержимого принадлежат их законным правообладателям. Любое их использование возможно лишь с согласия законных правообладателей. Администрация сайта не несет ответственности за возможный вред и/или убытки, возникшие в связи с использованием Работ и их содержимого.

«Всё сдал!» — безопасный онлайн-сервис с проверенными экспертами

Используя «Свежую базу РГСР», вы принимаете пользовательское соглашение
и политику обработки персональных данных
Сайт работает по московскому времени:

Вход
Регистрация или
Не нашли, что искали?

Заполните форму и узнайте цену на индивидуальную работу!

Файлы (при наличии)

    это быстро и бесплатно