Метод неопределенных коэффициентов

⇐ Предыдущая 10 11 12 13 14 151617 18 19 Следующая ⇒

Правая часть f (x) неоднородного дифференциального уравнения часто представляет собой многочлен, экспоненциальную или тригонометрическую функцию, или некоторую комбинацию указанных функций. В этом случае решение удобнее искать с помощью метода неопределенных коэффициентов.

Подчеркнем, что данный метод работает лишь для ограниченного класса функций в правой части, таких как

где P_n (x) и Q_m (x) − многочлены степени n и m, соответственно.

В обоих случаях выбор частного решения должен соответствовать структуре правой части неоднородного дифференциального уравнения.

В случае 1, если число α; в экспоненциальной функции совпадает с корнем характеристического уравнения, то частное решение будет содержать дополнительный множитель x^s, где s − кратность корня α; в характеристическом уравнении.

В случае 2, если число α + βi совпадает с корнем характеристического уравнения, то выражение для частного решения будет содержать дополнительный множитель x.

Неизвестные коэффициенты можно определить подстановкой найденного выражения для частного решения в исходное неоднородное дифференциальное уравнение.

Числовые ряды. Основные понятия и определения

Числовым рядом называется бесконечная сумма Числа называются, соответственно, первым, вторым, n –м … членами ряда. называется также общим членом ряда. Ряд считается заданным, если известен общий член ряда как функция его номера n: . Определение: Сумма n первых членов ряда называется n –й частичной суммой ряда: . Определение: Если существует конечный предел , то его называют суммой ряда, а ряд при этом называется сходящимся. Если не существует или равен бесконечности, то ряд называется расходящимся. В школьном курсе математики рассматриваются такие ряды, как натуральный ряд чисел и бесконечная геометрическая прогрессия: . Известно, что при сумма бесконечно убывающей геометрической прогрессии равна , то есть бесконечно убывающая геометрическая прогрессия является сходящимся числовым рядом.

2. Простейшие свойства числовых рядов

Теорема 1: Если ряд

(1)

сходится и имеет сумму S, то ряд

(2)

где λ;–произвольное число, также сходится и имеет сумму λ;· S

Доказательство: Пусть и – n –е частичные суммы рядов (1) и (2) соответственно.

Тогда и , следовательно, ряд (2) сходится и имеет сумму

Теорема 2: Если ряды

	(1)
	(3)

сходятся и имеют суммы S и соответственно, то ряды

(4)

называемые суммой и разностью соответственно рядов (1) и (3), также сходятся и имеют суммы соответственно.

Доказательство: Пусть , и – n –е частичные суммы рядов (1), (3) и (4) соответственно. Тогда

что доказывает теорему.

Теорема 3: Ряды сходятся или сходятся одновременно

	(1)
	(5)

Доказательство:

Пусть

Очевидно , где k –некоторое число, не зависящее от n. Пусть ряд (1) сходится и имеет сумму S, то есть . Тогда

это означает, что ряд (5) сходится, так как ––я частичная сумма ряда (5).

Пусть теперь ряд (5) сходится и имеет сумму , то есть . Тогда что означает сходимость ряда (1). Аналогично доказываются случаи рассходимости. Предоставляем сделать это самостоятельно.

Теорема 4: (необходимый признак сходимости ряда).

Если ряд

сходится, то .

Доказательство: Пусть данный ряд имеет сумму S.

Так как ряд сходится, то и , тогда , что и требовалось доказать.

Следствие: (Достаточный признак расходимости числового ряда.)

Если у числового ряда , то ряд расходится.

Действительно, если бы ряд сходился, то по теореме (4) .

Замечание: Условие является необходимым, но не достаточным для сходимости ряда. Это означает, что существуют расходящиеся ряды, у которых . В качестве примера рассмотрим ряд .

Очевидно . Рассмотрим . Так как то

Следовательно , то есть , что означает расходимость рассматриваемого ряда.

⇐ Предыдущая 10 11 12 13 14 151617 18 19 Следующая ⇒

Дата добавления: 2015-12-04; просмотров: 215. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!

Вычисление основной дактилоскопической формулы Вычислением основной дактоформулы обычно занимается следователь. Для этого все десять пальцев разбиваются на пять пар...

Расчетные и графические задания Равновесный объем - это объем, определяемый равенством спроса и предложения...

Кардиналистский и ординалистский подходы Кардиналистский (количественный подход) к анализу полезности основан на представлении о возможности измерения различных благ в условных единицах полезности...

Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...

Характерные черты официально-делового стиля Наиболее характерными чертами официально-делового стиля являются: • лаконичность...

Этапы и алгоритм решения педагогической задачи Технология решения педагогической задачи, так же как и любая другая педагогическая технология должна соответствовать критериям концептуальности, системности, эффективности и воспроизводимости...

Понятие и структура педагогической техники Педагогическая техника представляет собой важнейший инструмент педагогической технологии, поскольку обеспечивает учителю и воспитателю возможность добиться гармонии между содержанием профессиональной деятельности и ее внешним проявлением...

Упражнение Джеффа. Это список вопросов или утверждений, отвечая на которые участник может раскрыть свой внутренний мир перед другими участниками и узнать о других участниках больше...

Влияние первой русской революции 1905-1907 гг. на Казахстан. Революция в России (1905-1907 гг.), дала первый толчок политическому пробуждению трудящихся Казахстана, развитию национально-освободительного рабочего движения против гнета. В Казахстане, находившемся далеко от политических центров Российской империи...

Виды сухожильных швов После выделения культи сухожилия и эвакуации гематомы приступают к восстановлению целостности сухожилия...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.008 сек.) русская версия | украинская версия