Материал: Частина 3

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

“Курс вищої математики. Частина 3.”

gradu = ux ir + uy rj + uz kr = ex+y+z [ir + sj + kr] P = Q = R = ex+y+z ;

div(gradu) = 3ex+y+z = 3u.

Приклад. Визначити чи є векторне поле

F = (5x + 6 yz; 5y + 6xz; 5z + 6xy)

і знайти його потенціал.

gradu = ux , uy , uz

P =

u

= 5x + 6yz; Q =

u

= 5y + 6xz; R =

u

= 5z + 6xy;

 

x

 

y

 

z

 

Якщо поле потенційне, то повинні виконуватися наступні умови:

 

 

1)

P

 

=

Q

 

; 6z = 6z;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2)

 

Q

=

 

 

R

; 6x = 6x;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3)

 

P

 

=

 

R

 

; 6y = 6y;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ці умови

еквівалентні

 

умові

рівності

 

нулю

ротора векторного

поля.справедливость цього твердження видна з формули ротора.

 

Таким чином, поле потенційне. Потенціал знаходиться по формулі:

x

y

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

5

 

 

5

 

 

u = 5xdx + 5ydy + (5z + 6xy)dz =

x2 +

y2

+

z 2

+ 6xyz;

 

 

 

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2

 

2

 

 

116

“Курс вищої математики. Частина 3.”

Зміст:

Геометрична інтерпретація вирішень диференціального рівняння першого порядку.

Поле напрямів. Ізоклини.

Чисельні методи вирішення диференціальних рівнянь. Метод Ейлера.

Ламана Ейлера. Уточнений метод Ейлера.

Рівняння, що не містять явно шуканої функції і її похідних до порядку n-1 включно.

Рівняння, що не містять явно незалежної змінної. Лінійні диференціальні рівняння вищих порядків. Лінійні однорідні диференціальні рівняння з довільними коефіцієнтами.

Структура загального рішення. Фундаментальна система рішень. Визначник Вронського.

Загальне вирішення лінійного однорідного диференціального рівняння другого порядку.

Лінійні однорідні диференціальні рівняння з постійними коефіцієнтами.

Характеристичний многочлен і характеристичне рівняння. Лінійні неоднорідні диференціальні рівняння з

довільними коефіцієнтами.

Метод варіації довільних постійних.

Лінійні неоднорідні диференціальні рівняння з постійними коефіцієнтами.

Рівняння з правою частиною спеціального вигляду. Нормальні системи звичайних диференціальних рівнянь.

Нормальні системи лінійних однорідних диференціальних рівнянь з постійними коефіцієнтами.

Лінійні однорідні диференціальні рівняння в приватних похідних першого порядку.

Рішення задачі Коші методом Даламбера. Рівняння теплопровідності.

Статечні ряди. Теореми Абеля. Радіус збіжності.

Дії із статечними рядами. Розкладання функцій в статечні ряди.

Вирішення диференціальних рівнянь за допомогою статечних рядів. Ряди Фурье.

Тригонометричний ряд. Коефіцієнти Фурье.

Достатні ознаки розкладності в ряд Фурье. Розкладання в ряд Фурье неперіодичної функції.

117

“Курс вищої математики. Частина 3.”

Ряд Фурье для парних і непарних функцій. Ряд Фурье для функцій будь-якого періоду. Ряд Фурье по ортогональній системі функцій. Інтеграл Фурье.

Перетворення Фурье.

Елементи теорії функцій комплексної змінної. Властивості функцій комплексної змінної. Основні трансцендентні функції.

Похідна функцій комплексної змінної. Умови Коші – Рімана.

Інтеграція функцій комплексного змінного. Теорема Коші.

Інтегральна формула Коші. Ряди Тейлора і Лорана. Ізольовані особливі крапки. Теорема про вирахування.

Обчислення інтегралів за допомогою вирахувань. Операційне числення.

Перетворення Лапласа. Властивості зображень.

Таблиця зображень некотрых функцій. Теорема згортки і запізнювання. Інтеграл Дюамеля.

Вирішення диференціальних рівнянь за допомогою операційного числення.

Криволінійні інтеграли.

Криволінійні інтеграли першого роду.

Властивості криволінійних інтегралів першого роду. Криволінійні інтеграли другого роду.

Властивості криволінійних інтегралів другого роду. Формула Остроградського – Гріна.

Поверхневі інтеграли першого роду.

Властивості поверхневих інтегралів першого роду. Поверхневі інтеграли другого роду.

Зв'язок поверхневих інтегралів першого і другого роду. Формула Гауса – Остроградського.

Елементи теорії поля. Потік векторного поля. Потенціал.

Формула Стоксу. Ротор.

Оператор Гамільтона. Циркуляція. Дівіргенция.

Поле соленоїда.

118