Diffårånsiàl tånglàmà hàqidà tushunchà. Diffårånsiàl tånglàmàlàrgà
îlib kåluvchi màsàlàlàr. Biz shu pàytgàchà nîmà’lumlàrning
qiymàti sînlàr bo`lgàn tånglàmàlàr bilàn ish ko`rgàn
edik. Ìàtåmàtikàning ko`pginà tàtbiqiy màsàlàlàri o`rgànilàyotgàn
jàràyonlàrni ifîdàlîvchi nîmà’lum funksiyalàr và ulàrning hîsilàlàrini
bîg`lîvchi munîsàbàtlàrgà kålàdi.
Bundày munîsàbàtlàrni ifîdàlîvchi tånglàmàlàr diffårånsiàl tånglàmàlàr
dåyilàdi. Àgàr bundày tånglàmàdàgi nîmà’lum funksiya bir
àrgumåntli bo`lsà, tånglàmàni îddiy diffårånsiàl tånglàmà dåb àtàymiz.
Biz àsîsàn îddiy diffårånsiàl tånglàmàlàr bilàn shug`ullànàmiz.
Ìisî l . Àgàr v(t) tåzlik mà’lum bo`lsà, s(t) yo`lni tîpish
màsàlàsi s ¢(t) = v(t) diffårånsiàl tånglàmàni yechishgà kålàdi.
Jumlàdàn, v(t) = 8t - 5 bo`lsà, u hîldà s(t) ni tîpish màsàlàsi
s ¢(t) = 8t - 5 diffårånsiàl tånglàmàni yechishgà kåltirilàdi.
Umumàn, fizikà, tåõnikà, biîlîgiya, kimyo, tibbiyot và iqtisîdiyotning
ko`pginà àmàliy màsàlàlàri
y ¢(t) = k × y(t) (1)
diffårånsiàl tånglàmàni qànîàtlàntiruvchi y(t) funksiyani tîpishgà
kålàdi, bu yerdà k – bårilgàn birîr o`zgàrmàs sîn. (1) tånglàmàning
yechimlàri esà y (t) = cekx ko`rinishdàgi hàr qàndày
funksiyadàn ibîràt ekànligini ko`rish qiyin emàs. c o`zgàrmàs
iõtiyoriy sîn, shungà ko`rà (1) diffårånsiàl tånglàmàning yechimi
chåksiz ko`p.
Ìis î l l à r :
1. Bîshlàng`ich tåmpåràturàsi Ò gà tång bo`lgàn jism tåmpåràturàsi
0 gà tång bo`lgàn muhitgà jîylàshtirilgàn bo`lsin. Òåmpåràturàning
Dt vàqt ichidà DT qàdàr pàsàyishi DT = -kT × Dt bilàn
ifîdàlànàdi, bundà k = const, DT = T(t + Dt) - T(t).
0
lim
t
T
t
T
D ®
D
D
= ¢
munîsàbàtdàn, Ò ¢(t) = -kT(t) tånglàmà hîsil bo`làdi, undà Ò ¢(t)
271
hîsilà tåmpåràturà pàsàyishining îniy tåzligini ifîdàlàydi. Birinchi
tàrtibli diffårånsiàl tånglàmà hîsil bo`ldi.
2. Nyutînning ikkinchi qînuni bo`yichà mîddiy nuqtàning
t vàqt mîmåntidàgi tåzlànishi F
m
a = gà tång, bundà F – nuqtàgà
tà’sir etàyotgàn kuch, m – nuqtà màssàsi. a tåzlànish õ nuqtà
kîîrdinàtàsining vàqt bo`yichà îlingàn ikkinchi tàrtibli hîsilàsigà
tång ekànligidàn ushbu ikkinchi tàrtibli diffårånsiàl tånglàmàgà
egà bo`làmiz:
F(t) = mx ¢¢(t). (2)
3. Ìuhitning undà hàràkàt qilàyotgàn nuqtàgà F qàrshilik kuchi
nuqtàning v tåzligigà prîpîrsiînàl và shu tåzlikkà qàrshi yo`nàlgàn,
ya’ni F(t) = -kv(t) yoki (2) tånglikkà àsîsàn mx ¢¢(t) = -kv(t),
yoki v(t) = x ¢(t) bo`lgànligidàn mx ¢¢(t) = -kx ¢(t) và shu kàbi x ¢¢(t) =
=(x ¢(t))¢ = v ¢(t) bo`lgànligidàn mv¢(t) = -kv(t).
4. m màssàli nuqtà F tîrtilish kuchining tà’siri îstidà yergà
tushmîqdà, ya’ni
F t M m
x t
( )
( )
= -g × 2 ,
bundà g – gràvitàtsiya dîimiysi, Ì – Yer màssàsi, x – nuqtàdàn
Yer màrkàzigàchà màsîfà (tånglikdàgi „minus“ ishîràsi F kuch
kîîrdinàtàlàr o`qidà mànfiy yo`nàlgànligi sàbàbli qo`yilgàn).
Òånglikni (2) munîsàbàtdàn fîydàlànib, 2 ( )
( ) M m
x t
mx ² t = -g ×
ko`rinishdà, yoki x = R và F = -mg ekànligidàn 2
M m
R
g × = mg yoki
gM = R2 g bo`lgàni uchun
2
2 ( )
( ) R g
x t
x t × ² = - ko`rinishdà yozish
mumkin.
5. Nuqtà uning muvîzànàt hîlàtidàn chåtlànishigà prîpîrsiînàl
và shu hîlàt tîmîn yo`nàlgàn kuch tà’siri îstidà hàràkàt qilmîqdà.
Ìuvîzànàt hîlàtini kîîrdinàtàlàr bîshi sifàtidà qàbul qilàmiz. U
hîldà F(t) = -kx(t) bo`làdi và (2) tånglik mx ¢¢(t) = -kx(t)
ko`rinishgà kålàdi.
6. Ràdiîàktiv pàrchàlànish màsàlàsi. Ràdiîàktiv mîddà màssàsi
o`zgàrishining îniy tåzligi bårilgàn vàqt mîmåntidà shu màssàgà
prîpîrsiînàl, ya’ni v(t) = -km(t) (minus ishîràsining qo`yilishi
272
màssàning kàmàyib bîrishi sàbàbidàn). Låkin v(t) = m¢(t)
bo`lgànligi uchun tånglàmà quyidàgichà yozilàdi: m ¢(t) = -km(t).
Bu yerdà k – mîddàning ràdiîàktivligigà bîg`liq o`zgàrmàs sîn.
Bu tånglàmàning yechimlàri m(t) = ce-kt funksiyalàrdàn ibîràt
bo`làdi.
Àgàr vàqtning bîshlàng`ich t = 0 mîmåntidà ràdiîàktiv
mîddàning màssàsi m(0) = m0 bo`lsà, u hîldà m(0) = ce-0 = c
bo`làdi.
Bundàn:
m(t) = m0e-kt (3)
ekànligi kålib chiqàdi.
Ràdiîàktiv mîddàning màssàsi ikki màrtà kàmàyadigàn vàqt
îràlig`i Ò ràdiîàktiv mîddàning yarim yemirilish dàvri dåyilàdi.
Àgàr bizgà Ò mà’lum bo`lsà, k ni tîpish mumkin. Hàqiqàtàn,
t = Ò dà (3) dàn 0
2 0
m kt = m e - ni îlàmiz. Bundàn ln 2
T
k = ; k ning
tîpilgàn qiymàtini (3) gà qo`ysàk, u quyidàgi ko`rinishni îlàdi:
( ) 0 2
t
m t m T
-
= × .
Ìàsàlàn, ràdiy uchun T » 1550 yil. Shungà ko`rà
k = ln 2 » ,
1550
0 000447 .
Ìilliîn yildàn kåyin ràdiyning bîshlàng`ich màssàsidàn
6 447 194
m(10 ) m0e 0,6 10 m0 » - » × - ×
qîlàdi.
Êo`pginà àmàliy màsàlàlàr dàvriy jàràyonlàrni o`rgànishgà
kålàdi. Ìàsàlàn, màtåmàtik màyatnik yoki tîrning hàràkàti,
o`zgàruvchàn tîk, màgnit màydîn bilàn bîg`liq bo`lgàn jàràyonlàr.
Bundày jàràyonlàr gàrmînik tåbrànishlàr dåyilàdi. Gàrmînik
tåbrànishlàr
y ²(t ) = w2 y (t ) (5)
diffårånsiàl tånglàmàni yechishgà kåltirilàdi, bu yerdà w – bårilgàn
musbàt sîn. Bu tånglàmàning yechimlàri
y (t ) = A cos(wt + j) (6)
ko`rinishdàgi funksiyalàrdàn ibîràt, A và j o`zgàrmàs sînlàr
màsàlàning shàrtlàri bo`yichà àniqlànàdi.
273
Ìàsàlàn, àgàr y(t) erkin tåbrànàyotgàn tîr nuqtàsining t
mîmåntdàgi muvîzànàt hîlàtidàn chåtlànishi bo`lsà, u hîldà
y(t) = Acos(wt + j) bo`làdi, bu yerdà À – tåbrànish àmplitudàsi,
w – chàstîtà, j – bîshlàng`ich fàzà.
Gàrmînik tåbrànishlàrning gràfiklàri sinusîidà ko`rinishidà
bo`làdi.
Yuqîridà qàràlgàn misîllàr màzmunidà nuqtà kîîrdinàtàsidàn
ibîràt x(t) kàbi nîmà’lum (izlànàyotgàn) funksiyalàr, ulàrning
x ¢(t), x ¢¢(t) kàbi hîsilàlàri và t erkli o`zgàruvchilàr qàtnàshàdi.
Dåmàk, ulàrdàn tuzilgàn tånglàmàlàr diffårånsiàl tånglàmàlàrdir.
Òånglàmà tàrkibidàgi hîsilàning eng yuqîri tàrtibi shu tånglàmàning
tàrtibi dåyilàdi. 2–5- misîllàrdà ikkinchi tàrtibli, 1, 6- misîllàrdà
birinchi tàrtibli diffårånsiàl tånglàmàlàr qàràldi.
Ìà s h q l à r
7.1. y = 3e-7x funksiya y ¢ = -7y tånglàmàni qànîàtlàntirishini
isbîtlàng.
7.2. Òo`g`ri chiziqli hàràkàt qilàyotgàn jismning tåzligi
v(t) = 3t - 2t 2 gà tång. Hàràkàt bîshlàngàndàn tî to`õtàgunchà
o`tgàn yo`lni tîping.
7.3. Quyidàgilàrdàn qàysilàri diffårånsiàl tånglàmà và qàndày
tàrtibli:
1) (y ¢)4 = y 3 + x - 3 ; 2)
3x 2
x y
y
-
¢= ;
3) tgy = sin x + 1 ; 4) y ¢¢ - 5y ¢ + 4 = cos x ?
7.4. Ìàssàsi m bo`lgàn mîddiy nuqtà îg`irlik kuchi tà’siridà
erkin tushmîqdà. Hàvî qàrshiligini hisîbgà îlmàsdàn nuqtàning
hàràkàt qînunini tîping.
7.5. Qàrshilik ko`rsàtuvchi muhitdà jismning erkin tushish
diffårånsiàl tånglàmàsini tuzing, bundà muhitning qàrshiligi jism
tåzligi kvàdràtigà prîpîrsiînàl.
7.6. y = F(x) egri chiziq A(0; 1) nuqtàdàn o`tib, uning hàr bir
nuqtàsidàn o`tgàn urinmàning burchàk kîeffitsiyånti urinish nuqtàsining
kîîrdinàtàlàri ko`pàytmàsining ikkilàngànigà tång. Shu egri
chiziqni tîping.
2. Eng sîddà diffårånsiàl tånglàmàlàrni yechish. Diffårånsiàl
tånglàmàning yechimi dåb, shu tånglàmàgà qo`yilgàndà uni
àyniyatgà àylàntiruvchi iõtiyoriy funksiyagà àytilàdi. Yechimning
18 Àlgebra, II qism
274
gràfigi tånglàmàning intågràl egri
chizig`i dåyilàdi.
Biz 1-bànddà diffårånsiàl tånglàmàni
chåksiz ko`p funksiyalàr
qànîàtlàntirishi hàqidà fikr yuritgàn
edik. Bu yechimlàr màjmuàsi umumiy
yechim dåyilàdi. Umumiy yechimdàn
birîrtàsini àjràtib ko`rsàtish uchun
funksiyaning àrgumåntni birîrtà qiymàtigà
mîs kålàdigàn qiymàtini
ko`rsàtish lîzim, ya’ni x = x0 dà y = y0
bo`làdigàn shàrt bårilishi kåràk. Bu
shàrt bîshlàng`ich shàrt dåyilàdi và y(x0) = y0 ko`rinishidà yozilàdi.
Diffårånsiàl tånglàmàning bîshlàng`ich shàrtni qànîàtlàntiruvchi
yechimi uning õususiy yechimi dåb àtàlàdi.
1-mi sîl . y ¢ = 1 diffårånsiàl tånglàmàning umumiy yechimi
y = x + C funksiyadàn ibîràt, bundà C – iõtiyoriy sîn. Buni
tåkshiràmiz.
Y e c h i s h . y ¢ = (x + C ) ¢ = 1. Òîpilgàn nàtijà bårilgàn
tånglàmàgà qo`yilsà, 1 = 1 àyniyat hîsil bo`làdi. C ning turli
qiymàtlàrigà tånglàmàning turli õususiy yechimlàri mîs kålàdi.
Ulàr kîîrdinàtàlàr tåkisligidà y = x bissåktrisàgà (C = 0 hîli)
pàràllål to`g`ri chiziqlàr to`plàmini tàshkil etàdi (VII.1- ràsm).
Umumàn, y ¢ = F(x) (1) ko`rinishdàgi
tånglàmàlàr eng sîddà diffårånsiàl tånglàmàlàrdir.
(1) tånglàmàni yechish uchun uni
( ) dy
dx
= f x ko`rinishgà, so`ngrà dy = f (x)dx
ko`rinishgà kåltiràmiz. Endi tånglikning ikkàlà
qismini intågràllàsàk ò dy = ò f (x )dx yoki
y = ò f ( x )dx gà egà bo`làmiz. Àgàr F(x) funksiya
f (x) funksiyaning bîshlàng`ich funksiyalàridàn
biri bo`lsà, izlànàyotgàn umumiy
yechim quyidàgi ko`rinishdà bo`làdi:
y = ò f (x )dx = F (x ) +C . (2)
Diffårånsiàl tånglàmàni yechish uni
intågràllàsh dåyilàdi. Îdàtdà diffårånsiàl
tånglàmàgà o`zgàrmàs C ni àniqlàydigàn
Y
O X
y = x
y = x + C
VII.1-rasm.
Y
3
2
1
-1
-2
-3
-2 -1 Î 1 2 X
y = x2 + C
y = x2
y = x2 - 3
VII.2-rasm.
275
bîshlàng`ich shàrtlàr qo`yilàdi.
2 -mi s î l . y ¢ = 2x diffårånsiàl
tånglàmàning y(1) = -2 shàrtni
qànîàtlàntiruvchi õususiy yechimini
tîpàmiz.
Ye c h i s h . Dàstlàb umumiy
yechimini tîpàmiz:
2 2
2
2 ,
2 2 x .
dy xdx
xdx C x C
=
ò = × + = +
Bu yechim y = x 2 + C pàràbîlàlàr îilàsini ifîdàlàydi (VII.2-
ràsm). C ni y(1) = -2 shàrtdàn fîydàlànib tîpàmiz: -2 = 12 + C,
bundàn C = -3. Dåmàk, izlànàyotgàn õususiy yechim y = x 2 - 3
ekàn.
y ¢ = F(x; y) ko`rinishdàgi diffårånsiàl tånglàmà hàm y ¢ = f (x)
tånglàmà kàbi tàhlil qilinàdi.
3 -mi s î l . y
x
y¢= tånglàmàning umumiy yechimi y = Cx (C –
iõtiyoriy dîimiy) funksiyadàn ibîràtligini tåkshiràmiz và (x = 1,
y = 1), (x = 0, y = 0) qiymàtlàrgà mîs õususiy yechimlàrini
tîpàmiz.
Ye c h i sh . y = Cx và y ¢ = C ifîdàlàrni bårilgàn tånglàmàgà
qo`ysàk, tånglàmà àyniyatgà àylànàdi: C = C. Dåmàk, y = Cx
umumiy yechim. Õususiy yechimni tîpish uchun y = Cx gà îldin
x = 1, y = 1 ni qo`yamiz: C = 1. Bungà mîs õususiy yechim y = x
bo`làdi (VII.3-ràsm).
Endi y = Cx gà x = 0, y = 0 ni qo`yamiz: 0 = C × 0. Bu tånglik C
ning bittà emàs, bàlki hàr qàndày qiymàtidà bàjàrilàdi, ya’ni (0;
0) nuqtàdàn chåksiz ko`p y = Cx to`g`ri chiziqlàr o`tàdi (VII.3-
ràsm). (0; 0) nuqtà y¢ =y
x
diffårånsiàl tånglàmàning màõsus
nuqtàsidàn ibîràt.
4 -mi s î l . x
y
y¢= - tånglàmàni yechàmiz.
Ye c h i sh . Òånglàmà ifîdàsi ustidà zàrur àlmàshtirishlàrni
bàjàrib, yechimni tîpàmiz:
, , , dy x
dx y
= - ydy = -xdx ò ydy = -ò xdx
Y
O X
y = Ñx
y = x
VII.3-rasm.
276
2 2 2 2 2 2
2 2 2
y = - x + C ¸êè y + x =C ,
C – iõtiyoriy sîn. Òånglàmàning intågràl
chiziqlàri umumiy màrkàzi Î (0; 0)
kîîrdinàtàlàr bîshidà jîylàshgàn
kînsåntrik àylànàlàrdàn ibîràt (VII.4-
ràsm). Bu hîldà Î(0; 0) nuqtà undàn
birîrtà hàm àylànà (intågràl chiziq)
o`tmàydigàn màõsus nuqtà. Dåmàk,
yechim màrkàzi tåshilgàn nuqtà bo`lgàn
àylànàlàr îilàsidàn ibîràt.
Eng sîddà ikkinchi tàrtibli y ¢¢ = f (x) diffårånsiàl tånglàmà
z = y ¢ và z ¢ = (y ¢)¢ = y ¢¢ àlmàshtirish îrqàli z ¢ = f (x) birinchi
tàrtibli tånglàmà ko`rinishigà kåltirib yechilàdi:
z = ò f (x )dx = F (x ) +C1 ,
bundà F funksiya f ning bîshlàng`ich funksiyalàridàn biri,
C – iõtiyoriy sîn. y ¢ = z bo`lgàni uchun:
y = ò (F (x ) +C1 )dx = F(x ) +C1x +C2 ,
bundà F funksiya F ning bîshlàng`ich funksiyalàridàn biri,
C2 – ikkinchi iõtiyoriy sîn.
5 -mi s î l . y ¢¢ = x 2 tånglàmàni yechàmiz.
Ye c h i sh . Bårilgàn tånglàmà ikki màrtà intågràllànàdi:
x
x x x
y y dx x dx C
y C dx C x C C x C
2 3
1
3 4 4
1 1 2 1 2 .
3
3 3 4 12
,
×
¢ = ¢ = = +
= æ + ö = + + = + + ç ÷
è ø
ò ò
ò
Birinchi tàrtibli tånglàmàning umumiy yechimidà bittà, ikkinchi
tàrtibli tånglàmàdà esà ikkità iõtiyoriy o`zgàrmàs qàtnàshàyotgànini
ko`rdik. Umumàn, n-tàrtibli diffårånsiàl tånglàmàning yechimi n
tà iõtiyoriy sîngà bîg`liq bo`làdi.
6 -mi s î l . Ìîddiy nuqtà a(t) = 10 m/min2 tåzlànish bilàn
to`g`ri chiziqli hàràkàt qilmîqdà. t = 3 min dà S = 52 m màsîfàni
o`tgàn và 47 m/min tåzlikkà erishgàn. Hàràkàt tånglàmàsini tuzàmiz.
Ye c h i sh . Òåzlikni x ¢(t), tåzlànishni x ¢¢(t) îrqàli bålgilàylik.
Quyidàgilàrni hîsil qilàmiz:
Y
O X
y2 + x2 = C2
VII.4-rasm.
277
x¢ = v = ò x¢dt = ò10dt =10t +C1 = 47 và t = 3 dà 10 × 3 + C1 = 47,
bundàn Ñ1 = 17;
S x x dt t C dt t 2 t C
= = ò ¢ = ò (10 + 1 ) = 5 +17 + 2 ,
5 × 32 + 17 × 3 + C2 = 52, Ñ2 = -44.
Izlànàyotgàn tånglàmà: x = 5t 2 + 17t - 44.
7 -mi s î l . x ¢¢(t) + w2(t)x = 0, bundà 2 ( ) k
m
w t = , diffårånsiàl
tånglàmàning yechimi x = C1coswt + C2sinwt ko`rinishdà
ifîdàlànishini ko`rsàtàmiz, bundà C1 và C2 – iõtiyoriy o`zgàrmàslàr,
và x(0) = x0, x ¢(0) = v0 shàrtlàrni qànîàtlàntiruvchi
õususiy yechimni tîpàmiz.
Ye chi s h . x yechim ifîdàsi bo`yichà x ¢ = -C1wsinwt + C2wcoswt
và x ¢¢ = -C1w2coswt - C2w2sinwt hîsilàlàrni tîpib, bårilgàn tånglàmàgà
qo`yilsà, ushbu àyniyat hîsil bo`làdi:
- C1w2coswt - C2w2sinwt + w2(Ñ1cosw2 + Ñ2sinwt) = 0.
Endi t = 0 bo`lgàn hîlgà mîs õususiy yechimni tîpàmiz:
x(0) = C1cos0 + C2sin0, C1 = x0,
x ¢(0) = -C1wsin0 + C2wcos0 = C2w = v2, 0
2
v C
w
= .
U hîldà umumiy yechim munîsàbàti bo`yichà:
x x t 0 t
0 cos sin
w
= w+ w v .
Ìà s h q l à r
7.7. f funksiya ko`rsàtilgàn diffårånsiàl tånglàmàning yechimi
bo`lishini tåkshiring:
1)
5 2
4 3
1 1
2 3
x , x
x x
y ¢ = - f = + +C ;
2) xy ¢ - 2 y = 2 x 4 , f =Cx 2 + x 4 ;
3) y ¢ = 1 + cos y , f = 2arctg( x +C ) ;
4)
2 2 2 4 2
2
(x + y )y ¢ = 2xy, f = C± C + x ;
278
5) 4
3
1
3( )
,
x C
y y f
+
¢= = - .
7.8. C1, C2, C3 ning iõtiyoriy qiymàtlàridà F funksiya quyidàgi
diffårånsiàl tånglàmàning yechimi bo`lishini isbît qiling:
1) y ¢¢¢ = 2(y ¢¢ - 1)ctgx, 2F(x) = C1cos2x + x2 + C2x + C3;
2) (y ¢¢)2 + y ¢ = xy ¢¢,
2 2
1 2 1 2
y =C x -C x +C .
7.9. (3 - x)y 5 = 8(x + 2) funksiya yy ¢¢ = 0,4(x + 2)(y ¢)2
diffårånsiàl tånglàmàni và y(2) = 32, y ¢(2) = 40 bîshlàng`ich
shàrtlàrni qànîàtlàntirishini tåkshiring.
7.10. y(x + 2) = -x - 6 funksiya 2y ¢¢¢ - 3(y ¢)2 = 0 diffårånsiàl
tånglàmàni và y(0) = -31, y ¢(0) = 1, y ¢¢(0) = -1 bîshlàng`ich
shàrtlàrni qànîàtlàntirishini tåkshiring.
7.11. Jism x ¢¢(t) = 2 tånglàmà bo`yichà to`g`ri chiziqli hàràkàt
qilmîqdà. Òånglàmàning umumiy yechimini và x(2) = 6, x ¢(2) = 4
bîshlàng`ich shàrtlàrni qànîàtlàntiruvchi õususiy yechimini tîping.
2-§. Birinchi tàrtibli îddiy diffårånsiàl
tånglàmàlàr
1. O`zgàruvchilàri àjràlàdigàn tånglàmàlàr. Àgàr diffårånsiàl
tånglàmà
y ¢ = j(x)y(y) (1)
ko`rinishdà, ya’ni chàp qismidà y ¢ hîsilà, o`ng qismidà biri x gà,
ikkinchisi y gà bîg`liq bo`lgàn ikki funksiyaning ko`pàytmàsi turgàn
bo`lsà, bundày diffårånsiàl tånglàmàni yechishdà x và y gà bîg`liq
ifîdàlàr bir-birlàridàn àjràtilàdi. Ikki hîl uchràydi:
1) àgàr y = y0 dà y(y0) = 0 bo`lsà, y0 – yechimlàrdàn biri bo`làdi.
Hàqiqàtàn, y0 o`zgàrmàs sînligidàn (y0)¢ = 0 và j(x) × y(y0) =
= j(x) × 0 = 0, ya’ni (1) tånglàmà 0 = 0 dàn ibîràt àyniyatgà àylànàdi;
2 )y(y) ¹ 0 bo`lgàn sîhàdà (1) munîsàbàt ( ) ( ) dy
dx
= j x y y
yoki
( )
( ) dy
y
x dx
y
= j ko`rinishgà kålàdi và
( )
( ) dy
y
x dx
y
ò = ò j (2)
intågràl îlinàdi. Dåmàk, y(y) ¹ 0 dà (1) diffårånsiàl tånglàmà
(2) munîsàbàtni qànîàtlàntiruvchi yechimgà egà. Shuningdåk,
279
y(y0) = 0 ni qànîàtlàntiruvchi y = y0 funksiyalàr hàm (1)
tånglàmàning yechimlàri bo`làdi.
Ìi s î l . y ¢ = (1 + y 2)(x + 1) diffårånsiàl tånglàmàning umumiy
yechimini và y(0) = 1 bîshlàng`ich shàrtni qànîàtlàntiruvchi
õususiy yechimini tîpàmiz.
Ye chi s h . 1 + y 2 funksiya håch qàndày y0 dà nîlgà àylànmàydi.
Òånglàmàdàgi o`zgàruvchilàrni àjràtàmiz, so`ng intågràllàshni bàjàràmiz:
2
2 2
2 2
1 1
2 2
(1 )( 1), ( 1) , (1 ) ,
arctg , tg ,
dy dy dy
dx y y
x x
y x x dx x dx
y x C y x C
+ +
= + + = + = +
= + + = æ + + ö ç ÷
è ø
ò ò
bundà C iõtiyoriy sîn ( ) 2 2
- p ; p îràliqdàn îlinàdi (àrgumåntgà p
ning qo`shilishi tàngåns qiymàtini o`zgàrtirmàydi). Õususiy yechimni
tîpish uchun îldin C ni tîpish màqsàdidà umumiy yechimgà
x = 0, y = 1 làrni qo`yib, arctg1 = C yoki
4
C = p ni îlàmiz, so`ng
C = p
4
ni umumiy yechimgà qo`yamiz:
2
2 4
y = tg æç x + x + p ö÷
è ø
.
Ìà s h q l à r
7.12. Diffårånsiàl tånglàmàlàrni yeching:
1) y ¢ = 9 + y 2 ; 2) y ¢ = xy 3 ; 3)
1
1
y
x
y +
-
¢ = - ;
4)
4
cos 5
x
y
y ¢ = ; 5) y ¢ = x 5 1 - y 2 ; 6) 1 - x 2 × y ¢ = 2 y .
7.13. y ¢ = x 3y 2 diffårånsiàl tånglàmàning y(1) = 2 bîshlàng`ich
shàrtni qànîàtlàntiruvchi yechimini tîping.
7.14. Diffårånsiàl tånglàmàlàrni yeching:
1) y 3y ¢¢ = 1; 2) y ¢¢ = 2yy ¢.
2. Birinchi tàrtibli chiziqli diffårånsiàl tånglàmàlàr.
d ( ) ( )
dx
+ a x y = b x (1)
ko`rinishdàgi tånglàmàlàr birinchi tàrtibli chiziqli diffårånsiàl
tånglàmàlàr dåyilàdi. Bu tånglàmàlàrni yechishning bir nåchà
usullàri màvjud. Biz quyidà iõtiyoriy o`zgàrmàsni vàriàtsiyalàsh
usuli (Làgrànj usuli) bilàn tànishàmiz.
280
Buning uchun (1) tånglàmàdàgi b(x) = 0 bo`lgàn quyidàgi
( ) 0 dy
dx
+ a x y =
bir jinsli tånglàmàni qàràymiz. Bu tånglàmàni yechish uchun uni
quyidàgi ko`rinishdà yozib îlàmiz:
( ) dy
y
= -a x dx .
Bundàn bir jinsli tånglàmàning umumiy yechimi y =Ce -ò a( x )dx
bo`làdi. Bårilgàn (1) tånglàmàning umumiy yechimini tîpish
uchun C ni C(x) dåb hisîblàb,
y =C(x )e - ò a( x )dx (2)
dàn y ¢ ni tîpàmiz:
y ¢ =C ¢(x )e - ò a( x )dx -C( x )e - ò a( x )dx × a(x ) .
C(x) ni tîpish uchun y và y ¢ ni tîpilgàn ifîdàlàrini (1) gà
qo`yib, C(x) gà nisbàtàn quyidàgi tånglàmàgà egà bo`làmiz:
C ¢(x ) = b(x )e ò a( x )dx .
Bundàn
C(x ) =C + ò b(x )e ò a( x )dx , (3)
bu yerdà C – iõtiyoriy o`zgàrmàs. (3) munîsàbàtdàgi C(x) ni
(2) gà qo`yib, (1) tånglàmàning umumiy yechimini tîpàmiz:
( ) ( ) ( ) y = e - ò a x dx éC + b x e ò a x dx dxù êë ò úû . (4)
(1) tånglàmàning y (x0 ) = y0 bîshlàng`ich shàrtni qànîàtlàntiruvchi
õususiy yechimi quyidàgi ko`rinishdà bo`làdi:
x x
a t dt x a t dt
x
x
y e 0 y b e d
0
( ) ( )
0 ( )
-
t
ò ò
= + ò t t . (5)
1 -mi s î l . 1
2
y ¢ + y cos x = sin 2x tånglàmàni yechàmiz.
Ye chi s h . Bårilgàn tånglàmàdà 1
2
a(x) = cos x, b(x) = sin 2x .
y ¢ + y cos x = 0 tånglàmàning umumiy yechimini tîpàmiz:
281
dy
dx
= -y sin x yoki dy
dx
= - cos xdx . Bundàn ln y = - sin x + lnC,
y =Ce - sin x . Òîpilgàn umumiy yechimdàn C = C(x) dåb hisîblàb,
uning hîsilàsini tîpàmiz:
y ¢ =C ¢( x )e - sin x -C( x )e - sin x cos x .
y ¢ và y =C( x )e - sin x ifîdàlàrni bårilgàn tånglàmàgà qo`ysàk,
C ¢(x ) = e sin x sin x cos x ni îlàmiz. Bundàn
sin sin sin
( ) sin cos sin 1 C x = ò e x x xdx = x × e x - e x +C .
C(x) ning tîpilgàn qiymàtini y =C( x )e - sin x ifîdàgà qo`ysàk,
chiziqli tånglàmàning umumiy yechimi quyidàgichà bo`làdi:
sin sin sin
(sin 1) 1 sin 1 1 y = ée x x - +C ù × e - x = x - +C × e - x ë û .
2 -mi sîl . 2 y ¢ - 2 xy = e x tånglàmàni yechàmiz.
Y e c h i s h . Òånglàmàni yechishdà (4) fîrmulàdàn
fîydàlànàmiz. a(x) = -2x, 2 b(x ) = e x bo`lgànligi uchun bårilgàn
tånglàmàning umumiy yechimi quyidàgichà tîpilàdi:
2 2 2
2 2 2 2
( 2) 2
1 ( ) .
x dx x xdx x x x
x x x x
y e C e e dx e C e e dx
e C dx e C x C e C x x C e
- é - ù é - ù ê ú ê ú
êë úû êë úû
é ù é ù ë û ë û
= ò + × ò = + × =
= + = + + = + = + ×
ò ò
ò
Ìà s h q l à r
7.15. Diffårånsiàl tånglàmàlàrning umumiy yechimini tîping:
1) y
x
y ¢ + = x ; 2) xy ¢ - 3y = - x 2 ; 3) sin
cos 1 y
x
y ¢ - = x - .
7.16. 1
cos
tg
x
y ¢ - y x = diffårånsiàl tånglàmàning y (0) = 1 shàrtni
qànîàtlàntiràdigàn õususiy yechimini tîping.
7.17. 1
y
x
xy x
+
¢ - = diffårånsiàl tånglàmàning y (0) = 1 shàrtni
qànîàtlàntiràdigàn õususiy yechimini tîping.