Представим неоднородное уравнение в виде: . ... Частное решение уравнения (1) можно искать в виде: . где R ( x ) и S ( x ) - многочлены степени m , k - кратность корня характеристического уравнения ( k принимается равным 0, если не является корнем характеристического уравнения). Пример. ... Рассмотрим систему . ... Общее решение системы уравнений: . ... Рассмотрим еще один пример, который иллюстрирует решение системы трех линейных дифференциальных уравнений. ... Система уравнений примет вид: . ...
... Пусть у 1 , у 2 - фундаментальная система решений, тогда: . ... Найдем второе решение у 2 : W (х, y 2 ) = = . ... Решение неоднородного линейного дифференциального уравнения n -го порядка . ... Тогда любое другое решение этого уравнения имеет вид , где - решение уравнения , т.е. однородного. ... Любое решение Y однородного уравнения представляется в виде линейной комбинации ф.р. Y = y - y 0 = , т.е. y = y 0 + (общее решение неоднородного ). ... Тогда, любое решение этого уравнения имеет вид: . ...
... Определение : Любые n линейно независимых решений линейного однородного дифференциального уравнения n -ного порядка называется фундаментальной системой решений этого уравнения. Теорема : Решения уравнения образуют фундаментальную систему решений этого уравнения тогда и только тогда, когда их определитель Вронского отличен от 0 хотя бы в одной точке . Теорема : Для любого линейного однородного дифференциального уравнения существует фундаментальная система его решений. ... Общее решение: . ...
Лекция 9 . Дифференциальное уравнение n - ного порядка. Дифференциальным уравнением n - ного порядка называется уравнение вида: для нахождения единственного решения неоюходимо знать начальные условия . Уравнения допускающие понижение порядка. ... Линейные дифференциальные уравнения . ... 1; 0) такие что соответственно функции называются линейно независимыми если не удовлетворяют уравнению (1). ... Рассмотрим функцию y = L ( y )=0, т.е. y - решение дифференциального уравнения. ...
... В точке (0,0) частное решение исходного уравнения: . ... Составим дифференциальное уравнение: . ... такие уравнения в общем виде могут ыть представлены как: . ... Тогда, если , то и - это общее решение уравнения Клеро (прямые линии). ... Общее решение уравнения будет: ; особое решение : 0= x + 2 C . ... Чтобы решить задачу Коши для дифференциального уравнения 1-го порядка: , т.е. найти функцию-решение (интегральную кривую), проходящую через данную точку, достаточно задать 1 условие: y (х 0 )= y 0 . ...
Дифференциальные уравнения 1-го порядка . ... Дифференциальным уравнением называется уравнение вида , где - функция, определенная в некоторой области пространства , - независимая переменная, - функция от , - ее производные. ... Термин 'разрешенное' означает, что выражается через остальные величины, в отличие от уравнения общего вида , из которого выразить может быть и не удастся). ... Уравнения, не разрешенные относительно производной. ... Решение дифференциального уравнения записывают в виде: . ...
. Если и , то функцию f ( x ) можно разложить в ряд Тейлора. Приведем разложения для основных элементарных функций. , . Для x >1 логарифмы(1+ x ) вычисляются следующим образом. Аргумент логарифма заменяется выражением , например: . Проинтегрировав в пределах от 0 до x , получим: . сходится при .
... н а основании теоремы об интегрировании функционального ряда) . f n ' ( t )= g ( t ), t [ a , x ] - непрерывная функция, так как ряд f n ' ( t ) равномерно сходится на O ( a ). ... Степенными рядами называются ряды вида , где a n , x 0 - постоянные, x - переменная. ... Область сходимости степенного ряда . D = , где R - радиус сходимости. ... В остальных случаях ряд сходится при всех , если R - радиус сходимости (точная верхняя грань множества x , для которых ряд сходится )- существует. ...
... функциональный ряд , функции от , где D - область сходимости ряда. Примеры функциональных рядов: . ... Равномерная сходимость функциональной последовательности и функционального ряда . ... Определение равномерной сходимости функционального ряда на множестве Е: . ... Примеры рядов, не сходящихся равномерно: . ... сходится, то функциональный ряд сходится равномерно на Е. Доказательство (по критерию Коши) . ... Пусть дан функциональный ряд . ... То ряд сходится равномерно на Е. ПРИМЕРЫ: . ...
... Пусть и ряд сходится то А также сходится и при этом говорят, что ряд А сходится абсолютно . Если сходится, - расходится, то А сходится условно . ... Ряд Лейбница: сходится условно (неабсолютно), так как гармонический ряд расходится. ... Пусть дан знакочередующийся ряд . ... Пусть дан условно сходящийся ряд . ... Пусть ряд сходится абсолютно, . ... При этом , ряд сходится абсолютно и его сумма равна сумме исходного ряда, то есть . ... сходится, - сходится, так как ряд А сходится абсолютно . ...
Программа по статистической термодинамике. ... Статистическая сумма по состояниям. ... Три постулата статистической термодинамики и теорема Лиувилля. Три статистические функции распределения, вывод и сопоставление. ... Энтропия в статистической термодинамике, отрицательные температуры. ... Колебательная сумма по состояниям. ... О.М.Полторак Термодинамика в физической химии, М. Высшая школа, 1991 . ... Н.А.Смирнова Методы статистической термодинамики в физической химии, М. Высшая школа, 1982 . ...
Бинарная [n (2) (r 12 )] или радиальная (Дебая-Менке) [g(r 12 )] . функции распределения . ... Вероят-ность обнаружить частицу в элементе объема для изотропной среды при хаотичес-ком расположении частиц: dw х = dv/ V = 4 p r 2 dr/ V. Если есть упорядо-ченность, кор--реляции - предел в кристалле, то учитываем это функцией g(r) - ради-а--льной функцией распределения.Тогда вероятность dw к = g(r)dv/V = g(r)4 p r 2 dr/ V. При отсутствии взаи-мо-дей-ст-вия (хаосе) оче-видно, что g(r 12 ) = 1. ...
... Энергия взаимодействия частиц в жидкости меньше, чем в кристале, но полная энер-гия и энтропия в жидкости больше. ... Есть жидкости, в которых и ближний порядок отличается от твердого, но можно говорить все-таки об упорядоченности частиц - вводится понятие ячеек . ... Теория ячеек или свободного объема. ... где v f - конфигурационный интеграл для ячейки объемом, равным v i = V/ N, где V - об-щий объем, u(r) - энергия на расстоянии r от центральной части-цы, u(o) - энергия частицы в центре ячейки. ...
... Расчет числа дефектов. ... Считая N = N ' , S к,макс будет при N F = 0,5 N и равна 2k.ln(0,5) = 11,52 Дж/моль.К. Но очевидно, что вывод верен, если число дефектов мало. ... Для об-ра-зования дефектов по Шоттки число вакансий каждого типа определяется ана-ло-гичным образом: N S = N exp(-E S / 2kT), E S - энергия образования пары. ... Число дефектов оп-ре-деляет ионную проводимость. На поверхности 10 15 центров/ см 2 , т.е. доля центров-дефектов на поверхности может быть достаточно большой. ...
... Основные допущения: газ подчиняется рас-преде-ле--нию Ферми-Дирака, по принципу Паули каждое состояние занято од-ним элект-ро-ном: число электронов в нижней энергетической зоне меньше поло-ви-ны числа уров-ней (обиталей), (для каждого уровня с главным квантовым числом n может быть две орбитали с разной ориентацией спина), изотропная модель, т.е. энергия час-тицы считается равной p 2 / 2m, где m - масса электрона, она в металле равна ис----тинной массе электрона вблизи нуля. ...
... Энергия кристаллической решетки одноатомного кристалла состоит из двух ос-новных вкладов: E = U o + E кол . ... Если не учитывать ангармоничность колебаний атомов, дающую зависимость U o от температуры (изменение равновесных положений атомов), U o можно приравнять потенциальной энергии кристалла и не зависящей от Т. При Т = 0 энергия кристаллической решетки, т.е. энергия для удаления частиц кристалла на бес----конечное расстояние будет равна Е кр = - E о = - ( U o + E о,кол ). ... Модель Дебая . ...
... Энергия молекулы идеального газа (система невзаимодействующих материальных точек) состоит из энергии движения центра масс молекулы (поступательная составляющая), внут---ренней энергии (колебания, вращения, электронная энергия, ядерная). В реальных га--зах молекулы взаимодействуют между собой (например, диполь-диполь). ... Понятно, что порядок энергии взаимодействия - теплота конден-са-ции и величина заметно меньшая, чем энергия связи в молекулах. ... Потенциалы взаимодействий. ...
... Сумма по состояниям системы молекул в газовой фазе будет равна: . ... Т.к. дав-ле-ние опре-де-ляется как производная свободной энергии по объему: , то для вывода уравнения состояния надо знать Z v . ... Для водорода 31,22(р) и 29,6(о). ... Для идеального газа и смеси идеальных газов из N i молекул . ... Используя соотношение между К р и К с , введем стандартную сумму и Для расчета равновесия надо знать разницу нулевых уров-ней энергии и уметь считать отдельные суммы по состояниям. ...
Вращательная сумма по состояниям . ... Энергия вра- . ... Кроме квантового числа J, связанного с моментом количе-ства движения, вра-ще-ние характеризуется квантовым числом М (проекция момента коли-чества движе-ния на фиксированную ось), принимающим значения от - J до + J. Энергия при этом не меняет-ся, т.е. каждый уровень энергии имеет вырождение 2J+1. ... Без вывода: сумма по состояниям будет равна 1/2 суммы вычисленной по формулам для гетероядерной молекулы. ... Электронная сумма по состояниям . ...
... Но энтропия отличается от таких координат состояния, как объем, масс, заряд. ... В замкнутых системах с постоян-ными объемом и энергией энтропия только растет (dS) U,v ? ... Отрицательные температуры. ... Определим теперь безразмерную энтропию. ... Рассмотрим зависимость безразмерной энтропии от величины t / e в области положи-тельных температур. Точка перегиба лежит в области максимума на кривой теплоем-ко-сти, а в пределе больших температур s стремится к Nln2, т.е. все состояния допустимы. ...