Разбор задачи

  • Предмет: Высшая математика
  • Автор: Кэмп
  • #Математический анализ
  • #Дифференциальные уравнения

Условие:

{x˙=4ty2,x(0)=0,y˙=1+5μx,y(0)=0; найти ∂x∂μ∣μ=0 \left\{ \begin{array}{ll} \dot{x}=4 t y^{2}, & x(0)=0, \\ \dot{y}=1+5 \mu x, & y(0)=0 ; \end{array} \quad \text { найти }\left.\frac{\partial x}{\partial \mu}\right|_{\mu=0}\right.

Решение:

Мы дано систему с параметром μ:

  (1) dx/dt = 4·t·y²,   x(0)=0,
  (2) dy/dt = 1 + 5μ·x,   y(0)=0.

Наша цель – найти производную ∂x/∂μ при μ = 0, то есть вычислить
  u(t) = (∂x(t, μ)/∂μ)|{μ=0}.

Ниже приведём подробное пошаговое рассуждение.

─────────────────────────────
Шаг 1. Найдём базовое решение при μ =
0.

Подставляем μ = 0 в систему:

  (1') dx/dt = 4·t·y²,   x(0)=0,
  (2') dy/dt = 1,       y(0)=0.

Решим (2'):
  dy/dt = 1 ⇒  y(t) = ∫₀ᵗ 1 ds = t.
Таким образом, y(t, 0) = t.

Теперь решим (1'):
  dx/dt = 4·t·(t)² = 4t³.
Интегрируя, получим:
  x(t) = ∫₀ᵗ 4s³ ds = 4·(s⁴/4)|₀ᵗ = t⁴.
Следовательно, x(t,0) = t⁴.

─────────────────────────────
Шаг 2. Введём функции чувствительности параметру.

Обозначим:
  u(t) = (∂x(t, μ)/∂μ)|
...

Внутри — полный разбор, аргументация, алгоритм решения, частые ошибки и как отвечать на каверзные вопросы препода, если спросит

Попробуй решить по шагам

Попробуй один шаг и продолжи в режиме обучения или посмотри готовое решение

Какой метод используется для нахождения производной решения системы дифференциальных уравнений по параметру при заданном значении параметра?

Что нужно знать по теме:

Что нужно знать по теме

Алгоритм решения

Топ 3 ошибок

Что спросит препод

Выбери предмет