Мазмунга өтүү

Бернулли теңдемеси

Математика Алгебра Татаалдыгы 2/5

Сабактын башталышы

Бернулли Дифференциалдык Теңдемеси

Бир гана алмаштыруу менен чечилүүчү классикалык сызыктуу эмес теңдеме

Алдын ала билимдер: Биринчи тартиптеги сызыктуу ОДТ, интеграциялоочу көбөйтүндү ыкмасы, өзгөрмөлөрдү бөлүү, чынжырча эрежеси.

1. Бернулли теңдемеси деген эмне?

Стандарттык форма

Биринчи тартиптеги ОДТ Бернулли теңдемеси деп аталат, эгерде аны төмөнкүдөй жазууга болсо:

$$ \frac{dy}{dx} + P(x)\,y = Q(x)\,y^{n} $$

мында $P(x)$ жана $Q(x)$ — үзгүлтүксүз функциялар, ал эми $n$ — реалдуу сан. Теңдеме Якоб Бернуллинин атына коюлган, ал аны 1695-жылы биринчи жолу талкуулаган, бирок биз колдонгон чечүү ыкмасы ошол эле жылы Готфрид Лейбниц тарабынан жарыяланган.

Түзүлүшүнө көңүл буруңуз: сол тарабы биринчи тартиптеги сызыктуу ОДТга окшош, бирок оң тарабында сызыктуулукту бузган $y^n$ даражасы бар. Ошол бир гана даражалык мүчө теңдемени сызыктуу эмес кылат — жана ошол эле учурда аны акылдуу ыкма менен чечүүгө мүмкүндүк берет.

Өзгөчө даража маанилери — Дароо аныктоо

Даража $n$Эмне болотЫкма
$n = 0$$y^0 = 1$, ошондуктан теңдеме $\frac{dy}{dx} + P(x)y = Q(x)$ болуп калат — стандарттык биринчи тартиптеги сызыктуу ОДТ.Интеграциялоочу көбөйтүндү (мурда үйрөнгөнсүз).
$n = 1$$y^1 = y$, ошондуктан теңдеме $\frac{dy}{dx} + P(x)y = Q(x)y$ болуп калат, б.а. $\frac{dy}{dx} = [Q(x) - P(x)]y$ — бөлүнүүчү теңдеме.Бөлүп, интеграциялоо.
$n \neq 0, 1$Теңдеме чындап сызыктуу эмес. Бул жаңы аймак.Бернулли алмаштыруусу (бул сабак).
⚠️ Тартип: Ар дайым алгач $n$ текшериңиз. Эгерде $n=0$ же $n=1$ болсо, жөнөкөй ыкманы колдонуңуз — толук Бернулли механизмин керексиз колдонбоңуз.

Таануу галереясы — Жашырылган Бернулли теңдемелерин аныктоо

Бернулли теңдемелери ар дайым стандарттык формада келе бербейт. Алгач бөлүү же кайра иреттөө керек болушу мүмкүн.

Берилген формаБөлүү / Кайра иреттөөСтандарттык форма$n$
$x\frac{dy}{dx} + y = y^2 x^2 \ln x$$x$ ке бөлүү$\frac{dy}{dx} + \frac{1}{x}y = (x\ln x)\,y^2$$2$
$2\frac{dy}{dx} + (\tan x)\,y = \frac{(4x+5)^2}{\cos x}\,y^3$$2$ ге бөлүү$\frac{dy}{dx} + \frac{\tan x}{2}\,y = \frac{(4x+5)^2}{2\cos x}\,y^3$$3$
$y' + \frac{y}{x} - \sqrt{y} = 0$$\sqrt{y}$ ны оңго жылдыруу$\frac{dy}{dx} + \frac{1}{x}y = y^{1/2}$$\frac{1}{2}$
$y' - y = e^{2x}y^3$Формада даяр$\frac{dy}{dx} - y = e^{2x}\,y^3$$3$
$y' + 3y = xy^{-2}$Формада даяр$\frac{dy}{dx} + 3y = x\,y^{-2}$$-2$

Негизги көндүм: $n$ маанисин теңдеме $y' + P(x)y = Q(x)y^n$ стандарттык формасына келтирилгенден кийин гана аныктаңыз.

Бул сабакты YourAIZone платформасында улантыңыз

Толук сабакта — толук түшүндүрмө, чыгарылган мисалдар, көп кездешкен каталар, заматта текшерилүүчү тесттер жана ЖИ-репетитор. Конок катары дароо баштаңыз же прогрессти сактоо үчүн аккаунт түзүңүз.

Толук сабакта

  • Толук түшүндүрмө
  • Чыгарылган мисалдар
  • Көп кездешкен каталар жана алардан кантип качуу керек
  • Тест суроолору: 15
  • Тема боюнча суроолорго жооп берген ЖИ-репетитор
  • Окуучу, ата-эне жана мугалим үчүн прогрессти көзөмөлдөө