Дано уравнение:
(8.1)
Вычислим дискриминант
и решим уравнение:
(8.2)
Получим один из трех случаев:
Если , то Берем функции находим
и составляем функции:
Тогда | Если , то — любая функция. Берем функции и или находим
и составляем функции:
Тогда
| ||||
Если , то Берем функции , находим
и составляем: Тогда | |||||
Решив получившееся уравнение, найдем функцию . Заменим соответствующими функциями, получим окончательно .
Докажем справедливость всех трех утверждений.
1) Пусть .
(8.2) → получаем два решения: , ,
введем две функции:
из теоремы пункта 7 → эти функции удовлетворяют уравнению (7.4):
(6.3), (6.5) →
(6.6) → или (а)
обозначим
(а) →
2) Пусть . (б)
(8.2) → получаем одно решение введем функцию
Из теоремы пункта 7 → эта функция удовлетворяет уравнению (7.4):
(в)
(6.3) → (г)
(б) → (д)
(4), (в) → (е)
(6.4), (д) → (ж)
(ж), (е) → (з)
(6.6), (г), (з) → или . Обозначим .
(з) →
3) Пусть .
(8.2) → получаем два комплексно-сопряженных решения:
введем две функции: ; из теоремы пункта 7 → эти функции удовлетворяют уравнению (7.4):
(6.3), (6.5) → и .
(6.6) → или (и)
обозначим ,
(и) → .
Самостоятельная работа
Билет № 1
1. Привести к каноническому виду .
2. Преобразовать уравнение перейдя к по-лярным координатам.
Билет № 2
1. Привести к каноническому виду .
2. Преобразовать уравнение , приняв за независимые переменные , и за новую функцию .
Билет № 3
1. Привести к каноническому виду
.
2. Преобразовать уравнение , приняв за новые не-зависимые переменные , и за новую функцию .
Билет № 4
1. Привести к каноническому виду
.
2. Преобразовать уравнение , перейдя к но-вым независимым переменным U, V, если , .
Билет № 5
1. Привести к каноническому виду .
2. Преобразовать уравнение , перейдя к новым независимым переменным U, V, если , .
Билет № 6
1. Привести к каноническому виду .
2. Преобразовать уравнение , перейдя к новым неза-висимым переменным U, V, U = y, .
Билет № 7
1. Привести к каноническому виду
.
2. Преобразовать выражение , перейдя к полярным координатам.
Билет № 8
1. Привести к каноническому виду .
2. Преобразовать уравнение , перейдя к новым неза-висимым переменным , .
Билет № 9
1. Привести к каноническому виду
.
2. Преобразовать уравнение , перейдя к новым независимым переменным , .
Билет № 10
1. Привести к каноническому виду .
2. Преобразовать выражение к новым полярным коор-динатам.
Контрольная работа
Вариант № 1
1. Привести к каноническому виду дифференциальное урав-нение , где = const.
2. Привести уравнение к каноническому виду в каждой из об-ластей, где сохраняется тип .
3. Принимая u и v за новые независимые переменные, преобразовать уравнение: , если и .
4. Перейти к новым переменным u, v, w, где в уравнении , если , , .
Вариант № 2
1. Привести к каноническому дифференциальное уравнение
.
2. Привести уравнение к каноническому виду в каждой из об-ластей, где сохраняется тип .
3. Преобразовать выражение: , полагая и .
4. Перейти к новым переменным u, v, w, где в ура-внении , если , , .
Вариант № 3
1. Привести к каноническому дифференциальное уравнение
.
2. Привести уравнение к каноническому виду в каждой из об-ластей, где сохраняется тип .
3. Принимая и за новые независимые переменные, пре-образовать выражение: если и .
4. Перейти к новым переменным u, v, w, где в урав-нении , если , , .
Вариант № 4
1. Привести к каноническому дифференциальное уравнение
.
2. Привести уравнение к каноническому виду в каждой из об-ластей, где сохраняется тип .
3. Принимая u и v за новые независимые переменные, преобра-зовать уравнение: , если и .
4. Перейти к новым переменным u, v, w, где в урав-нении , если , , .
Деформации и напряжения
Познакомимся с некоторыми понятиями из раздела физики, в котором изучаются упругие свойства твердых тел. Они нам понадо-бятся для вывода уравнений деформационных колебаний стержней и струн.
Рассмотрим ситуацию, когда возможны малые относительные смещения точек твердого тела. Предположим, что точка тела, которая имела координату х, смещается на величину U. Если бы смещение было одним и тем же для всех точек тела, мы получили бы просто параллельный перенос (трансляцию) тела. В этом случае не было бы деформаций тела. Поэтому мы предположим, что в соседней точке х + d х смещение немного отличается от U и равно U + dU.
Деформацией в точке х называется величина
(9.1)
Когда направление dU совпадает с направлением dx, то мы име-ем либо деформацию растяжения при dU> 0, либо деформацию сжа-тия при dU< 0. А когда dU перпендикулярно dx, то мы имеем деформацию сдвига (рис. 9.1 и 9.2).
Рис. 9.1
Растяжение Сдвиг
Рис. 9.2
В действительности возможны также любые промежуточные на-правления, и мы должны считать dU и dx векторами. В таком случае величина устанавливает соотношение между двумя векторами и на-зывается тензором ранга, но нам нет необходимости входить в это общее рассмотрение.
Силы, которые производят эти деформации, называются растя-гивающими или сжимающими силами и силами сдвига. Напряжения, соответствующие этим видам сил, определяются как сила приходя-щаяся на единицу соответствующей площади.
(9.2)
или, если сила распределена неравномерно по поверхности S, то
(9.3)
Практика показывает, что при малых деформациях величины и связаны законом Гука. А именно, для растяжения и сжатия:
(9.4)
для сдвига:
(9.5)
Коэффициенты Е и G называются соответственно модулем Юн-га и модулем сдвига. Их значения зависят от сорта материала, из ко-торого состоит твердое тело.
Если мы имеем тонкий стержень (или струну), то ввиду малости его поперечных сечений S внутренние силы напряжения распре-делены по любому сечению S практически равномерно. Поэтому
Итак, мы получили:
(9.6)
(9.7)
Дата: 2018-09-13, просмотров: 750.