Перейти к содержанию

Обыкновенные дифференциальные уравнения: классификация и задача Коши

Математика Алгебра Сложность 2/5

Начало урока

1 — Что такое обыкновенное дифференциальное уравнение?

Определение

Обыкновенное дифференциальное уравнение (ОДУ) — это уравнение, которое связывает неизвестную функцию $y(t)$ (или $y(x)$) с одной или несколькими её производными. Например:

$$ \frac{dy}{dt} = 3y $$

Здесь неизвестное — не число $y$, а функция $y(t)$, производная которой равна утроенному значению самой функции.

Обыкновенные и частные — одно честное предложение

ОДУ содержит производные по одной независимой переменной; уравнение в частных производных (УЧП) содержит частные производные по нескольким независимым переменным (например, по $x$ и $t$ одновременно). В этом курсе мы изучаем только ОДУ.

Порядок

Порядок ОДУ — это наивысшая производная, которая встречается в уравнении. Определить его можно сразу:

УравнениеНаивысшая производнаяПорядок
$y' = 2y$$y'$1
$y'' + 4y = 0$$y''$2
$y''' - y' + y = e^t$$y'''$3
$y^{(4)} + y'' = \sin t$$y^{(4)}$4
Проверь себя: Чтобы определить порядок, найдите производную с наибольшим верхним индексом — это число и есть порядок.

2 — Откуда берутся уравнения: искусство моделирования

Каждое ОДУ в этом курсе начиналось как предложение о реальном мире. Первый навык в этой области — перевод: превращение словесного утверждения в дифференциальное уравнение. Два ключевых приёма:

  • Скорости становятся производными: «скорость изменения $P$» превращается в $\dfrac{dP}{dt}$.

Продолжите этот урок на YourAIZone

В полном уроке — объяснение целиком, разобранные примеры, частые ошибки, тесты с мгновенной проверкой и ИИ-репетитор. Начните сразу как гость или создайте аккаунт, чтобы сохранять прогресс.

В полном уроке

  • Объяснение целиком
  • Разобранные примеры
  • Частые ошибки и как их избежать
  • Тестовые вопросы: 15
  • ИИ-репетитор, который отвечает на вопросы по теме
  • Отслеживание прогресса для ученика, родителей и учителя