Bài tập phương trình vi phân tách biến năm 2024

Vậy phương trình dạng 6.1 đều có thể giải quyết bằng cách đưa về pt đẳng cấp hoặc pt tách biến (tùy trường hơp)

6.2 Các ví dụ:

1. Giải phương trình: (1)

Ta viết lại phương trình (1) dưới dạng :

Vì:

Do đó, ta áp dụng phép thế:

trong đó: h, k là nghiệm hệ phương trình:

Giải hệ phương trình trên ta có: h = -1, k = 3

Vậy ta đặt: x = u -1 , y = v + 3. Khi đó, thế vào pt (1) ta có: (phương trình đẳng cấp)

Ta đặt:

Thế vào phương trình ta có:

Hay:

Giải phương trình trên ta có:

Hay

Vậy nghiệm phương trình (1) là:

Hay:

2. Giải phương trình:

Phương trình này rơi vào trường hợp 2.2. Do đó, đặt: z = x – y ta sẽ có:

Vậy nghiệm phương trình (2) là:

6.3: Phương trình đẳng cấp mở rộng:

(phần này M4Ps trích từ giáo trình Phương trình vi phân của tác giả Nguyễn Thế Hoàn – Trần Văn Nhung)

Xét phương trình: (6.3)

Phương trình (6.3) được gọi là phương trình đẳng cấp mở rộng nếu ta có thể chọn được số k sao cho vế trái của trở thành hàm đẳng cấp bậc k đối với x, y, dx, dy.

Nghĩa là: ta tìm được k sao cho tất cả các số hạng ở vế trái đều cùng bậc.

Trong đó: ta coi x là đại lượng bậc 1, y là đại lượng bậc k, dx là bậc 0 và dy là bậc k – 1.

Ví dụ: xét phương trình:

Ta có:

Trong đó số hạng có bậc là -2, số hạng có bậc là 2k và số hạng có bậc là k-1.

Vậy để phương trình (*) là pt đẳng cấp suy rộng thì phải tồn tại số k sao cho các số hạng cùng bậc. Nghĩa là:

Vậy (*) là pt đẳng cấp suy rộng.

Cách giải:

Sử dụng phép thế vạn năng:

(với k là giá trị tìm được để pt là pt đẳng cấp suy rộng)

ta sẽ đưa phương trình về dạng pt tách biến.

Ví dụ: 1. ta giải phương trình (*) bằng cách đặt

Thế vào pt (*) ta có:

Hay:

2. Giải phương trình:

Ở đây, phương trình này không thể đưa về phương trình phân ly biến số, đẳng cấp nên ta thử tìm hằng số k để đưa về pt đẳng cấp suy rộng.

Chủ đề