URSS.ru Магазин научной книги
Id: 332183
459
Новинка недели!

ОБЫКНОВЕННЫЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАВНЕНИЯ:
Задачи и примеры с подробными решениями. Изд. стереотип.

Обыкновенные дифференциальные уравнения: Задачи и примеры с подробными решениями 2025. 256 с.
  • Онлайн-книга

Аннотация

В предлагаемом сборнике задач особое внимание уделено тем вопросам, которые недостаточно подробно освещены в имеющихся пособиях и которые, как показывает опыт, слабо усваиваются студентами.

Детально разобраны метод изоклин для уравнений первого и второго порядков, задачи нахождения ортогональных траекторий, линейная зависимость и независимость систем функций.

В задачник включено большое число задач на решение линейных уравнений с постоянными... (Подробнее)


Оглавление
top
Глава 1. Дифференциальные уравнения первого порядка3
§ 1. Основные понятия и определения3
§ 2. Метод изоклин9
§ 3. Метод последовательных приближений15
§ 4. Уравнения с разделяющимися переменными и приводящиеся к ним18
§ 5. Уравнения однородные и приводящиеся к ним26
1 °. Однородные уравнения26
2°. Уравнения, приводящиеся к однородным28
§ 6. Линейные уравнения первого порядка. Уравнение Бернулли32
1 °. Линейные уравнения первого порядка32
2°. Уравнение Бернулли37
§ 7. Уравнения в полных дифференциалах. Интегрирующий множитель40
1 °. Уравнения в полных дифференциалах40
2°. Интегрирующий множитель42
§ 8. Дифференциальные уравнения первого порядка, не разрешенные относительно производной45
1°. Уравнения первого порядка n-й степени относительно у'45
2°. Уравнения вида f(у, у') = 0 и f(х, у') = 047
3°. Уравнения Лагранжа и Клеро49
§9. Уравнение Риккати51
§ 10. Составление дифференциальных уравнений семейств линий. Задачи на траектории53
1 °. Составление дифференциальных уравнений семейств линий53
2°. Задачи на траектории55
§ 11. Особые решения дифференциальных уравнений58
§ 12. Разные задачи67
Глава 2. Дифференциальные уравнения высших порядков69
§ 13. Основные понятия и определения69
§ 14. Дифференциальные уравнения, допускающие понижение порядка71
§ 15. Линейные дифференциальные уравнения n-го порядка79
1°. Линейная независимость функций. Определитель Вронского. Определитель Грама79
2°. Линейные однородные уравнения с постоянными коэффициентами86
3°. Линейные неоднородные уравнения с постоянными коэффициентами89
4°. Уравнения Эйлера103
5°. Линейные дифференциальные уравнения с переменными коэффициентами. Метод Лагранжа105
6°. Составление дифференциального уравнения по заданной фундаментальной системе решений110
7°. Разные задачи112
§ 16. Метод изоклин для дифференциальных уравнений второго порядка114
§17. Краевые задачи116
§ 18. Интегрирование дифференциальных уравнений при помощи рядов121
1°. Разложение решения в степенной ряд121
2°. Разложение решения в обобщенный степенной ряд. Уравнение Бесселя127
3°. Нахождение периодических решений линейных дифференциальных уравнений137
4°. Асимптотическое интегрирование140
5°. Приложения к интегрированию дифференциальных уравнений143
Глава 3. Системы дифференциальных уравнений148
§ 19. Основные понятия и определения148
§ 20. Метод исключения (сведение системы дифференциальных уравнений к одному уравнению)157
§ 21. Нахождение интегрируемых комбинаций. Симметрическая форма системы дифференциальных уравнений161
1°. Нахождение интегрируемых комбинаций161
2°. Симметрическая форма системы дифференциальных уравнений167
§ 22. Интегрирование однородных линейных систем с постоянными коэффициентами. Метод Эйлера169
§ 23. Методы интегрирования неоднородных линейных систем с постоянными коэффициентами175
1 °. Метод вариации произвольных постоянных (метод Лагранжа)176
2°. Метод неопределенных коэффициентов (метод подбора)178
3°. Построение интегрируемых комбинаций (метод Даламбера)182
§ 24. Применение преобразования Лапласа к решению линейных дифференциальных уравнений и систем185
1°. Общие сведения о преобразовании Лапласа185
2°. Решение задачи Коши для линейных дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами188
3°. Решение систем линейных дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами191
Глава 4. Теория устойчивости195
§25. Устойчивость по Ляпунову. Основные понятия и определения195
§ 26. Простейшие типы точек покоя199
§ 27. Метод функций Ляпунова204
§ 28. Устойчивость по первому приближению209
§ 29. Устойчивость решений дифференциальных уравнений по отношению к изменению правых частей уравнений213
§30. Критерий Рауса—Гурвица215
§31. Геометрический критерий устойчивости (критерий Михайлова)217
§ 32. Уравнения с малым параметром при производной219
Ответы224
Приложение 1248
Некоторые формулы из дифференциальной геометрии248
Приложение 2249
Основные оригиналы и их изображения249

Предисловие
top

Третье издание книги существенно переработано и дополнено. Многие задачи заменены новыми; некоторые задачи, имеющие громоздкие решения, изъяты из сборника; добавлено свыше 50 примеров, разобранных в тексте; устранены замеченные опечатки и неточности в формулировках. Наиболее существенные дополнения относятся к следующим вопросам: 1) решение систем дифференциальных уравнений; 2) исследование устойчивости решений по Ляпунову; 3) использование метода суперпозиции при решении линейных дифференциальных уравнений n-порядка; 4) асимптотическое интегрирование.

Для удобства пользования книгой иногда употребляется специальный знак (треугольник), означающий, что решение примера или формулировка замечания окончены.

При подготовке этой книги большую помощь как рецензенты рукописи нам оказали проф. Б.А.Богатов и доц. А.И.Шум (Калининский политехнический институт) и сотрудники кафедры высшей математики МИЭТ (заведующий кафедрой проф. А.В.Ефимов). Выражаем им нашу искреннюю благодарность. Мы признательны Н.Н.Зарубиной за большой труд по изготовлению рисунков.

Хотя задачник выходит и третьим изданием, мы сознаем, что он не свободен от недостатков. Все замечания и пожелания по его улучшению будут приняты нами с благодарностью.

Авторы

Опечатки
top

Стр. 52: Вторая строка сверху: написано (6), следует читать (4).

Стр. 11-я строка снизу. Написано y''=2C1+6C2x+12C3x3+..., надо последнее слагаемое 12С3х2 (икс в квадрате, а не в кубе).


Об авторах
top
photoКраснов Михаил Леонтьевич
Кандидат физико-математических наук, профессор кафедры высшей математики Московского энергетического института (МЭИ). Родился в Оренбурге, в семье учителей. В 1943 г., не окончив школу, ушел добровольцем на фронт Великой Отечественной войны. Окончил военное училище, служил командиром взвода в артиллерийском полку. Награжден медалью "За победу над Германией". В 1946–1951 гг. учился на механико-математическом факультете МГУ имени М. В. Ломоносова, который окончил с отличием. С 1951 г. работал на кафедре высшей математики МЭИ. В 1953–1956 гг. учился в аспирантуре кафедры; в 1957 г. защитил кандидатскую диссертацию, посвященную некоторым вопросам, связанным с уравнениями эллиптического типа. С 1961 г. доцент кафедры, с 1980 г. — профессор. В 1986 г. по состоянию здоровья ушел на пенсию, но продолжал работать в МЭИ до 1991 г. Был членом Редакционного совета МЭИ, работал в Совете по математическому образованию при Министерстве высшего образования СССР.

В область научных интересов М. Л. Краснова входили дифференциальные уравнения. Им были написаны научные статьи, посвященные уравнениям в частных производных и некоторым прикладным задачам. Вместе с А. И. Киселевым и Г. И. Макаренко он придумал и осуществил простую и в то же время гениальную идею — учить будущих инженеров сложным разделам высшей математики на рассмотрении подробных решений тщательно подобранных типовых примеров при минимальном изложении теории. В результате более чем тридцатилетней совместной работы ими были написаны ставшие классическими учебные пособия ("Векторный анализ", "Вариационное исчисление" и другие). Созданное ими многотомное издание "Вся высшая математика" стало лауреатом конкурса по созданию новых учебников Министерства образования России. Все эти книги многократно выходили в издательстве URSS, а также были переведены и изданы на испанском, португальском, английском, французском, японском, польском и других языках.

Киселев Александр Иванович
Окончил механико-математический факультет Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова в 1951 г. В 1951–1962 гг. работал в Институте физических проблем АН СССР. В 1962–1996 гг. — доцент кафедры высшей математики Московского энергетического института. Область научных интересов: теория функций.
Макаренко Григорий Иванович
Окончил механико-математический факультет Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова в 1951 г. В 1951–1960 гг. работал на кафедре высшей математики Московского энергетического института. В 1960–1978 гг. — старший научный сотрудник Объединенного института ядерных исследований в Дубне. В 1978–1989 гг. — профессор кафедры математики Московского государственного института путей сообщения. Область научных интересов: дифференциальные уравнения.