משוואה דיפרנציאלית רגילה – הבדלי גרסאות

תוכן שנמחק תוכן שנוסף
אין תקציר עריכה
שורה 63:
 
===משוואות לינאריות הומוגניות מסדר שני===
[[משוואה דיפרנציאלית לינארית|משוואה לינארית]] הומוגנית מסדר שני היא משוואה מהצורה <math>\ y''+p(x)y'+q(x)y=0</math>. סכום וכפל בקבוע של פתרונות של משוואה זו גםהם הואפתרונות פתרוןבעצמם, ועל כןולכן, הפתרונות מהווים [[מרחב וקטורי]], לכן ניתןוניתן למצוא בסיס למרחב זה,. כלומר, בהינתן שני פתרונות פרטיים [[תלות לינארית|בלתי תלויים]] של המשוואה, כך ש'''כל''' פתרוןצירוף שללינארי המשוואהשלהם יכולמהווה להיכתבבעצמו כצירוףפתרון לינארי שלהםשל.
 
[[תנאי הכרחי ומספיק]] לכך ששני פתרונות יהוו בסיס מובע באמצעות מטריצה של הפונקציות ונגזרותיהן הראשונות, הנקראת [[ורונסקיאן]].
 
קיימת שיטה כללית שמאפשרת, בהינתן פתרון אחד למשוואה ההומוגנית, למצוא פתרון בלתי תלוי בו. על כן, כדי לפתור משוואה הומוגנית לינארית מסדר שני, די למצוא פתרון אחד (אבל גם זה יכול להיות קשה מאוד לעתים).
 
כאשר הפונקציות <math>\ p(x),q(x)</math> הן קבועים, כלומר המשוואה היא מהצורה <math>\ y''+ay'+by</math>, קיימים פתרונות למשוואההמשוואה הם מהצורה <math>\ e^{\lambda x}</math>, כאשר <math>\ \lambda</math> הוא [[שורש (של פונקציה)|שורש]] של ה[[פולינום]] <math>\ x^2+ax+b</math> (פולינום זה מכונה '''הפולינום האופייני של המשוואה'''). אם ישלפולינום שני שורשים שונים, שני הפתרונות שהם נותנים הם בלתי תלויים. אם יש רק שורש יחיד, <math>\ xe^{\lambda x}</math> הוא פתרון בלתי תלוי. אם השורשים הם [[מספר מרוכב|מספרים מרוכבים]], ניתן על ידי חיבורם או חיסורם וחלוקה בקבוע לקבל שני פתרונות בלתי תלויים ממשיים - אם <math>\ \lambda\pm i\mu</math> הם השורשים, מקבלים את הפתרונות <math>\ e^{\lambda x}\sin(\mu x),e^{\lambda x}\cos(\mu x)</math>.
 
 
 
==קישורים חיצוניים==