Частинні і особливі розв’язки. Знаходження кривих, підозрілих на особливість розв’язку, по диференціальному рівнянню
Рис. 2.3
Для розв’язування задачі Коші константу С
можна знайти згідно
. (2.18)
Інколи в формулі (2.17) роль С грає у0, тоді говорять, що розв’язок представлений у формі Коші
. (2.19)
Приклад 2.2. Знайти розв’язок диференціального рівняння
у формі Коші. Загальний розв’язок В указаній області виконуються умови теореми Пікара. Звідки
- розв’язок в формі Коші.
В більшості випадків при інтегруванні диференціального рівняння (2.3) ми отримуємо загальний розв’язок в неявній формі
(або , (2.20)
який називається загальним інтегралом диференціального рівняння (2.3).
Означення 2.9. Будемо називати співвідношення (2.20) загальним розв’язком в неявній формі або загальним інтегралом в області D, якщо співвідношенням (2.20) визначається загальний розв’язок (2.17) диференціального рівняння (2.3) в області D.
З означення випливає, що (2.18) - загальний інтеграл диференціального рівняння (2.3) в області D.
Інколи при інтегруванні отримуємо сімейство інтегральних кривих, залежне від С, в параметричній формі.
(2.21)
Таке сімейство інтегральних кривих будемо називати загальним розв’язком диференціального рівняння (2.3) в параметричній формі.
Якщо в (2.21) виключити t, то отримаємо загальний розв’язок в неявній або явній формі.
Означення 2.10. Розв’язок, який складається з точок єдиності розв’язку задачі Коші називається частинним і його можна отримати з загального при фіксованому С.
Розв’язок задачі Коші, який задовольняє теоремі Пікара, є частинний розв’язок.
Означення 2.11. Розв’язок, в кожній точці якого порушується єдиність розв’язку задачі Коші, будемо називати особливим.
Геометрично особливому розв’язку відповідають інтегральні криві, які не містяться в загальному розв’язку. Тому особливий розв’язок не може існувати всередині області D існування загального розв’язку. Його не можна отримати з формули загального розв’язку ні при яких числових значеннях С, включаючи . Його можна отримати з загального розв’язку лиш при .
Існують ні частинні ні особливі розв’язки. Їх можна отримати шляхом склеювання кусків частинних і особливих розв’язків.