معادله دیفرانسیل همگن

رای دهی: 4 / 5

فعال سازی ستارهفعال سازی ستارهفعال سازی ستارهفعال سازی ستارهغیر فعال سازی ستاره
 

به نام خدا

الـهم صل علي مـحمد و آل محـمد


براي اينکه بدانيم معادلات ديفرانسيل همگن چه معادله ايست، ابتدا بايستي توابع همگن را بشناسيم و با برخي از ويژگي هاي آن آشنا شويم. در اين درس ابتدا به معرفي تابع همگن مي پردازيم و سپس معادله همگن را تعريف کرده و به چگونگي حل آن ها مي پردازيم.

تعريف تابع همگن:

تابع را تابع همگن ِ مرتبه ي n گوييم هرگاه براي هر t، داشته باشيم

البته بايد به خاطر داشته باشيم که تابع f ، در نقاط x و tx ، تعريف شده باشد.

تابع نمونه اي از تابع همگن مرتبه 2 است زيرا براي هر tx ، t در دامنه ي f است و داريم :

تابع همگن براي توابع چند متغيره نيز تعريف مي شود. چون در اين درس، بيشتر با توابع دو متغيره سر و کار داريم ، تعريف تابع همگن دو متغيره را نيز بيان مي کنيم.

 

تعريف تابع همگن دو متغيره:

تابع را تابع همگن ِ مرتبه ي n گوييم هرگاه براي هر t داشته باشيم

به شرط اينکه نقاط در دامنه ي تابع باشند.

 

ويژگي هاي تابع همگن:

اگر توابع و ، همگن مرتبه ي n باشند، آنگاه توابع همگن مرتبه ي n و تابع همگن مرتبه ي 2n و تابع ، با شرط ، همگن مرتبه ي صفر است.

اثبات اين ويژگي ها ساده است و تنها با بکار بردن تعريف به دست مي آيد. براي نمونه نشان مي دهيم که تابع خارج قسمت، همگن مرتبه ي صفر است.

اکنون آمادگي پذيرش مفهوم معادله ديفرانسيل ِ همگن هستيم :

 

تعريف معادله ديفرانسيل همگن:

اگر توابع ، در معادله ديفرانسيل مرتبه اول ِ

توابعي همگن ِ همدرجه ، مثلا ً از درجه ي n باشند، آنگاه گوييم معادله معادله ديفرانسيل همگن مرتبه ي n است.

اين تعريف همسنگ تعريف زير است :

معادله ي

يک معادله ديفرانسيل همگن است اگر تابع ، همگن از درجه ي صفر باشد.

نکته 2.2: هر تابع ثابت، يک تابع همگن از مرتبه ي صفر است ولي عکس آن درست نيست. يعني توابع همگن مرتبه ي صفر ، لزوما ً ثابت نيستند. براي نمونه تابع

همگن مرتبه ي صفر است که ثابت نيست.

 

چگونگي حل معادله همگن:

معادلات همگن ، با يک تغيير متغير مناسب ، به معادلات جداپذير تبديل مي شوند. پس مي توانستيم اين معادلات را در دسته ي معادلات جداپذير شدني قرار دهيم؛ اما چون معادلات همگن شکل ونام ويژه اي دارند و حتي دسته اي از معادلات همگن شدني هستند، آن ها را جداگانه بررسي مي کنيم.

معادله همگن را در نظر بگيريد. به ياد داريم که تابع ، همگن از مرتبه ي صفر است. پس براي هر t داريم :

اکنون اگر به t مقدار ويژه ي را نسبت دهيم ، يعني قراردهيم ، معادله ي به صورت زير تبديل مي شود:

اکنون تغيير متغير را انتخاب مي کنيم. داريم :

و همچنين

 

اکنون در رابطه ي ، از رابطه هاي و مقدار مي گذاريم :

که معادله ي ، يک معادله جداپذير استاندارد بر حسب x و z است که در قسمت هاي قبل چگونگي حل آن را آموختيم. پس از حل به جاي z ، مقدار آن يعني را قرار مي دهيم و معادله حاصل را مرتب مي کنيم.

به مثال زير توجه کنيد.

مثال 9.2: ابتدا نشان دهيد معادله ي يک معادله همگن است و سپس جواب عمومي آن را بيابيد.

حل: در اين مثال و هر دو ، توابعي همگن مرتبه ي اول هستند، پس معادله داده شده همگن است.

با قرار دادن داريم:

و y = z x ، پس:

بنابراين:

اکنون قرار مي دهيم :

که اين جواب عمومي معادله داده شده است.

 

نظرات (0)

امتیاز 0 از 5 از بین 0 رای
هیچ نظری در اینجا وجود ندارد

نظر خود را اضافه کنید.

  1. ارسال نظر بعنوان یک مهمان ثبت نام یا ورود به حساب کاربری خود.
به این پست امتیاز دهید:
0 کاراکتر ها
پیوست ها (0 / 3)
مکان خود را به اشتراک بگذارید
عبارت تصویر زیر را بازنویسی کنید. واضح نیست؟

جدیدترین محصولات

Cambridge International AS and A Level Mathematics May June 2021 9709-2 With Mark Scheme Cambridge International AS and A Level Mathematics May June 2021 9709-2 With Mark Scheme بازدید (594)
Cambridge International AS and A Level M...
Cambridge International AS and A Level Mathematics May June 2020 9709-1 With Solution Cambridge International AS and A Level Mathematics May June 2020 9709-1 With Solution بازدید (435)
Cambridge International AS and A Level M...
Cambridge International AS and A Level Mathematics February March 2020 9709 With Mark Scheme Cambridge International AS and A Level Mathematics February March 2020 9709 With Mark Scheme بازدید (483)
Cambridge International AS and A Level M...
Cambridge International AS and A Level Mathematics October November 2021 9709-3 With Mark Scheme Cambridge International AS and A Level Mathematics October November 2021 9709-3 With Mark Scheme بازدید (558)
Cambridge International AS and A Level M...
Cambridge International AS and A Level Mathematics October November 2021 9709-2 With Mark Scheme Cambridge International AS and A Level Mathematics October November 2021 9709-2 With Mark Scheme بازدید (497)
Cambridge International AS and A Level M...

فایل های تصادفی

Cambridge International AS and A Level Mathematics May June 2022 9709-2 With Solution Cambridge International AS and A Level M... بازدید (342)
Cambridge International AS and A Level ...
مقدمه و فهرست مطالب ریاضیات عمومی مارون جلد دوم مقدمه و فهرست مطالب ریاضیات عمومی مارون ... بازدید (18235)
مقدمه و فهرست مطالب کتاب ریاضیات عمومی م...
حل تمرین کتاب ریاضی عمومی یک دکتر کرایه چیان: فصل سوم حل تمرین کتاب ریاضی عمومی یک دکتر کرایه ... بازدید (2967)
حل تمرین کتاب ریاضی عمومی یک دکتر کرایه ...
نمونه سوال ریاضی پایه هفتم فصل دوم اعداد صحیح- فایل word  شماره ۱ نمونه سوال ریاضی پایه هفتم فصل دوم اعداد... بازدید (3319)
نمونه سوال ریاضی پایه هفتم فصل دوم اعداد...
Cambridge International AS and A Level Mathematics May June 2023 9709-2 With Solution Cambridge International AS and A Level M... بازدید (467)
Cambridge International AS and A Level M...

پربازدیدترین محصولات

حل المسائل کتاب نظریه مجموعه ها و کاربردهای آن (مبانی ریاضی) لین و لین حل المسائل کتاب نظریه مجموعه ها و کاربردهای آن (مبانی ریاضی) لین و لین بازدید (79272)
پاسخ سوالات و تمرینات کتاب نظریه مجموعه ...
مثلث نوشته دکتر میرزاوزیری مثلث نوشته دکتر میرزاوزیری بازدید (40147)
کتاب مثلث دکتر میرزاوزیری ، رمز فایل www...
اشتباه سوزنبان دکتر میرزاوزیری اشتباه سوزنبان دکتر میرزاوزیری بازدید (37658)
نویسنده : دکتر مجید میرزاوزیری ؛ چاپ او...
نظریه مجموعه ها و کاربردهای آن (مبانی ریاضی) لین و لین نظریه مجموعه ها و کاربردهای آن (مبانی ریاضی) لین و لین بازدید (36728)
کتاب نظریه مجموعه ها و کاربردهای آن (مبا...
آشنایی با نظریه گراف، دوگلاس بی وست آشنایی با نظریه گراف، دوگلاس بی وست بازدید (34280)
دانلود کامل کتاب آشنایی با نظریه گراف دو...

جشنواره ملی رسانه های دیجیتال

امنیت در پرداخت ها

تعداد بازدید مطالب
15397192

ارسال پیام برای ما

  Mail is not sent.   Your email has been sent.
بالا