Обобщенно - однородные уравнения.
Рассмотрим уравнения вида . (5) Уравнение (5) называется обобщенно - однородным, если существуют числа k и m такие, что . С помощью замены (при x<0 полагаем ) , где t - новая независимая переменная, u - новая искомая функция, уравнение (5) приводит к уравнению, не содержащему независимой переменной t и, следовательно, допускающему понижение порядка на единицу (см. п. 2). Производные при данной замене преобразуются по формулам ...................................................................... . Подстановка последних равенств в (5) дает уравнение вида , которое явно не содержит независимую переменную t. Пример 4. Решить уравнение . Решение. Проверим, что уравнение является однородным. С этой целью вместо переменных подставим в выражение для функции соответственно и, если это возможно, подберем значение k таким образом, чтобы выполнялось тождество . Очевидно, что такое тождество выполняется лишь при условии 4k=2, т.е при k=1/2 (при этом m=2). Следовательно, данное уравнение обобщенно однородное. Применив подстановку , получим уравнение . Последнее уравнение явно не содержит переменную t, поэтому посредством замены понижаем порядок на единицу: . Проинтегрировав последнее уравнение, находим . Далее, интегрируем уравнение : и получаем окончательно решения уравнение в виде .
|