انت هنا الان : شبكة جامعة بابل > موقع الكلية > نظام التعليم الالكتروني > مشاهدة المحاضرة
الكلية كلية التربية للعلوم الصرفة
القسم قسم الرياضيات
المرحلة 2
أستاذ المادة بشرى حسين عليوي الواوي
29/12/2016 01:49:22
3.Exact Equations A differential .equation : M(x,y)dx+N(x,y)dy=0. Is said to be exact if there exists a function f(x,y) such that df(x,y)=M(x,y)dx+N(x,y)dy Where M(x,y),N(x,y) and f(x,y) are continuous functions and have continuous first partial derivatives on some rectangle of the (x,y) plane . Example: The equations ; xdy+ydx=0 sin x cos y dy+cos x sin y dx=0 Are exact diff. eqs. Since : d(xy)=xdy+ydx d(sin x sin y)=sin x cos y dy+cos x sin y dx Where as sin x cos y dy-cos x sin y dx=0 is not exact diff. eq . Now if M(x,y)dx+N(x,y)dy=0. Is exact then there exists a function f(x,y) satisfy the condition df(x,y)=?f/?x dx+?f/?y dy To be ?f/?x=M and ?f/?y=N i.e ?M/?y=?/?y (?f/?x)=(?^2 f)/?x?y=?/?x (?f/?y)=?N/?x ... (2) this condition is sufficient for eq. to be exact . Theorem : The diff. eq. M(x,y)dx+N(x,y)dy=0 is an exact differential equation iff ; ?M/?y=?N/?x f(x,y) exists , so we get the solution by integrating f(x,y)=???Mdx+g(y)=c? Let ???M(x,y)dx=u? Then: ?u/?x=M ?/?y (?u/?x)=?M/?y=?N/?x By eq. (2) ,then: ?N/?x=?/?y (?u/?x)=?/?x(?u/?x) N= ?u/?y+g (y) By integration where g (y) is constant of integration is a function of y alone Thus M(x,y)dx+N(x,y)dy=?u/?x dx+?u/?y dy+g^ (y)dy=du+dg=d(u+g) Which is exact differential eq. . Example: Solve the equation ; (x^2-4xy-2y^2 )dx+(y^2-4xy-2x^2 )dy =0 Here M(x,y)=x^2-4xy-2y^2 , then ?M/?y=-4x-4y And ?N(x,y)=y?^2-4xy-2x^2 ,then ?N/?x=-4y-4x Thus ; ?M/?y=?N/?x And hence the eq. is exact . f(x,y)=???Mdx+g(y)=???(x^2-4xy-2y^2 )dx+g(y) ?? =x^3/3-2x^2 y-2y^2 x+g(y) ?f/?y=-2x^2-4yx+dg/dy So N(x,y)=-2x^2-4yx+dg/dy y^2-4xy-2x^2=-2x^2-4yx+dg/dy Then y^2 = dg/dy By integration ?dg=y?^2 dy g(y)=y^3/3+c1 Then the solution is x^3/3-2x^2 y-2y^2 x+y^3/3=c Theorem : If the equation M(x,y)dx+N(x,y)dy=0 is not exact then there exists a function I(x,y) , Such that ; I(x,y)[M(x,y)dx+N(x,y)dy]=0 Is exact and have the same solution , I(x,y) is called an integration Factor Rule 1: Some an integrating factor can found by inspection
المادة المعروضة اعلاه هي مدخل الى المحاضرة المرفوعة بواسطة استاذ(ة) المادة . وقد تبدو لك غير متكاملة . حيث يضع استاذ المادة في بعض الاحيان فقط الجزء الاول من المحاضرة من اجل الاطلاع على ما ستقوم بتحميله لاحقا . في نظام التعليم الالكتروني نوفر هذه الخدمة لكي نبقيك على اطلاع حول محتوى الملف الذي ستقوم بتحميله .
الرجوع الى لوحة التحكم
|