משוואות דיפרנציאליות רגילות/סיכום משפטי קיום ויחידות

מתוך ויקיספר, אוסף ספרי הלימוד והמדריכים החופשי.

קפיצה אל: ניווט, חיפוש

תוכן עניינים

[עריכה] מד"ר לינארית מסדר ראשון

משפט: קיום ויחידות (מד"ר לינארית מסדר 1)

יהיו \ f(x),\ g(x) פונקציות רציפות בקטע הפתוח \ (\alpha,\beta) ותהי נקודה \ x_0 \in (\alpha,\beta) כך ש-\ y(x_0)=y_0. אזי למשוואה \ y'(x) + f(x)y(x) = g(x) יש פתרון אחד ויחיד בקטע \ (\alpha,\beta) המקיים את תנאי ההתחלה הנתון ב-\ x_0.



[עריכה] מד"ר כללית מסדר ראשון

משפט: קיום ויחידות (מד"ר כללית מסדר 1)

תהי בעית תנאי התחלה מהצורה: \ \left\{\begin{matrix} y'(x) & = & f(x,y) \\ y(x_0) & = & y_0 \end{matrix}\right.. אזי אם \ f(x), \frac{\partial f}{\partial y}(x,y) רציפות במלבן \ \left\{\begin{matrix} |x-x_0| &\le& a,\\ |y-y_0| &\le& b \end{matrix}\right. (כאשר a,b קבועים כלשהם) אזי קיים קבוע h כך שבקטע \ |x-x_0| \le h קיים פתרון אחד ויחיד. בפרט: קיים פתרון אם \ f(x,y) רציפה, והפתרון יחיד אם \ \frac{\partial f}{\partial y}(x,y) רציפה.



[עריכה] מערכת מד"ר לינאריות

משפט: קיום ויחידות (מערכת מד"ר לינאריות)

תהי מערכת מהצורה \ \underline y^\prime = {\underline{\underline A}}\cdot \underline y + \underline b עם תנאי התחלה \ \underline y(x_0) = \underline y_0, ויהיו \ a_{i,j}(x),\ b_i(x) הרכיבים של \ {\underline{\underline A}}(x),\ \underline b(x) בהתאמה. אזי אם \ a_{i,j}(x),\ b_i(x) רציפות בקטע הפתוח \ (\alpha,\beta) כך ש-\ \alpha < x_0 < \beta אז למערכת יש פתרון אחד ויחיד בקטע \ (\alpha,\beta).



[עריכה] טורי חזקות למד"ר לינארית

משפט: קיום ויחידות (טורי חזקות למד"ר לינארית)

תהי בעית תנאי התחלה מהצורה: \ \left\{\begin{matrix} y^{(n)}+a_1(x)y^{(n-1)}+\cdots+ a_n(x)y & = & b(x) \\ y(x_0) =y_0,..., y^{(n-1)}(x_0)=y_{n-1} &\ &\ \end{matrix}\right.. אם המקדמים \ a_i(x), b(x) הם אנליטיים בתחום \ |x-x_0|<\rho כלשהו, אזי קיים פתרון אחד ויחיד בתחום זה.