3-mavzu. Birinchi tartibli differensial tenglamalar. Bernulli va oʻzgarmaslarni variatsiyalash usullari. Bernulli va klero tenglamalari

Misol 3.

1. Oʻng tomonda y dan qutulish kerak.

   
   

2. Konturga olingan qoʻshiluvchida y dan qutulish kerak, buning uchun almashtirish bajaramiz.

   
   
3. 
   
   
   

Natijada Bernulli differensial tenglamasidan chiziqli bir jinsli boʻlmagan birinchi tartibli differensial tenglamaga kelamiz. Bunday tenglamalarni yechish usullarini esa bilamiz.


KLERO DIFFERENSIAL TENGLAMASI

Taʼrif. x va y ga nisbatan chiziqli boʻlgan koeffitsiyentlari esa ning funksiyalari boʻlgan differensial tenglamaga



LAGRANJ DIFFERENSIAL TENGLAMASI deyiladi.
Ushbu tenglamani yechish algoritmi quyidagicha:

1. Umumiy yechimni topish uchun oʻzgaruvchi almashtiriladi.

   
   

Differensial tenglama quyidagicha koʻrinishga keltiriladi:

bunda

2. Ushbu tenglamani ekanligini eʼtiborga olib differensiallaymiz.

   
   

3. 
   
   x ga nisbatan chiziqli boʻlgan ushbu differensial tenglamaning yechimi x=F(p,c) boʻlsa, u holda Lagranj differensial tenglamaning umumiy yechimi quyidagicha boʻladi:
   

Taʼrif. x va y ga nisbatan chiziqli boʻlgan koeffitsiyentlari esa ning funksiyalari boʻlgan quyidagicha differensial tenglamaga



KLERO DIFFERENSIAL TENGLAMASI deyiladi.
Klero differensial tenglamasi Lagranj differensial tenglamasining xususiy holi hisoblanadi. Ushbu differensial tenglamani yechish algoritmi quyidagicha:

1. 
   
   
   
2. 
   
   
   

Oxirgi ifodani dx ga boʻlamiz

3. 
   
   
   

Birinchi yechim:

Ikkinchi yechim esa: parametrik tenglamalar sistemasini yechish orqali hosil qilinadi. Hosil boʻlgan F(x,y)=0 ikkinchi yechim ixtiyoriy oʻzgarmas sonni oʻz ichiga olmaydi va umumiy yechimdan ham C ning biror bir qiymati orqali hosil qilinmaydi, demak xususiy yechim emas. Bunday yechimlar maxsus yechim (integral) hisoblanadi. Shunday qilib Klero tenglamasining maxsus yechimi umumiy yechim (integral) bilan berilgan toʻgʻri chiziqlar oilasining egilish chizigini aniqlaydi, boshqacha qilib aytganda maxsus yechimning ixtiyoriy nuqtasiga oʻtqazilgan urinma ham differensial tenglama yechimi boʻladi.
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b3/EnvelopeAnim.gif

Klero differensial tenglamasi koʻp hollarda analitik geometriyada 2-tartibli egri chiziqlarni qurish uchun ishlatiladi. Egri chiziqni uning urinmasiga qoʻyilgan xossalari boʻyicha aniqlaydigan geometrik masalalar Klero tenglamasiga olib keladi. Ushbu xossa aynan urinmaga tegishli boʻlib, urinadigan nuqtaga tegishli emas. Haqiqatdan ham urinma tenglamasi:

Urinmaning har qanday xossasi va oʻrtasidagi munosabat bilan aniqlanadi:


=0
Ushbu tenglamani ga nisbatan yechilsa, aynan


Klero tenglamasiga kelamiz.