* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки
ОБЫКНОВЕННЫЕ
УРАВНЕНИЯ
1-го
ПОРЯДКА
209 функцией,
[у(р)фр]:
F (У» Р ) 0 можно параметризовать: у = « ( О , P = V ( 0 , тогда
=
Считая X искомой аргументом, находим
dx
р —
( V J
9
(О «(О
Л + С ,
_у =
U (Оу = pt\
у' (р)
р f
dp
(р)
iP) р- (р)
.1/
?
Пример, р — у* (а — р) — 0. из данного уравнения at* P = -T-T-=- : У = аР
Пусть
Из соотношения dy = р dx
d x =
получаем
=
l ± L . ^ ± n at' I l + / )»
d 1
t
l±JL l + f*
dt%
'
откуда
— линейное уравнение. Общий инте грал его вместе с исходным дифферен циальным уравнением дает параметри ческое представление о б щ е г о интеграла уравнения Л а г р а н ж а . Если f (р) — р = 0 имеет корнем P = C , то у = < ( C ) х + ф ( C ) есть осо р бое решение уравнения Л а г р а н ж а . Уравнение Клеро у = рх + ф ( р ) тем же методом дифференцирования при водится к уравнению
0 0 0
Решение: x = . r - | - 2 a r c t g ; r + С; у = я/» T-T-Jj.
jj£ № ' ( У ) +
-«1=0.
а) ^ 5. можно = Если уравнение F ^ , в p^ = О виде параметризовать p = i/(r). F\u(t),
= 0, р=С.
Общему
интегралу
w(/)]=0. (/)
то, дифференцируя соотношение у—хи по х, получим
dy da dt
у = Cx + ф ( О соответствует семейство прямых. б) ( р ) + X = 0; исключая р из < / ( р ) + X = 0, у = рх + ф ( р ) , получим | особый интеграл уравнения К л е р о . Гео метрически особый интеграл означает о г и б а ю щ у ю семейства прямых, предста в л я ю щ е г о общее решение (см. стр. 210).
Пример. Найти кривую, отрезок касательной которой между осями координат равен а = const. Если у / ( X ) — искомая кривая в системе хОу, то касательная Y — у =• у' [Х — х) отсекает на осях отрезки OB = у — ху'
J
откуда t/ — и = jcü или
X dx
и'
V-U
н OA-=
Х
У
'
dt—
уравнение Общее
с
раз реше
деленными ние:
переменными.
С а'dt
(фиг. 2). Получаем уравнение
У'
Г
У
У
X=CeJv-U-
y
=
x
u
( Q
в
t
У 6. Если уравнение F (х, у , р) = 0 со держит у или X в первой степени, на пример у = / ( х , р ) , то d y = p d x , P=
äf
о X
Фиг. 2.
Фиг. 3. Астроида.
+
, д/
dp
и е с л и д л я
последнего
(У
-
ХРУ + ар
{
Х
Р
= *
а
У =хр
±
уравнения найдем общее решение р = = ¥ (х, С ) , то общее решение исходного уравнения
уравнение Клеро.
I
Vl
-T-P
У-fix.
<РС*.
О).
Общее его решение у = C x ±
аС
Vl-I-C»
. Oco-
Уравнение Л а г р а н ж а у = х ? ( р ) (р) решается -указанным приемом. После дифференцирования по х п о л у ч а е м
бый интеграл получим, исключая P из уравнений а ар X ± • = 0 и у = хр ± _ ; вставляя (1+Р )/* Yi-T-P
1 I
сюда X = ф
— . найдем у =
/ я а а а/ а/
(1+Р*) Исключение р дает (фнг. Щ.
—. (H-P»)' х » + у э = в % (астроида)
а 1
±
14
Том 1
Зак. 1-164