동차미분방정식,제차미분방정식,homogeneous_differential_equation

동차미분방정식,제차미분방정식,homogeneous_differential_equation (rev. 1.6)


미분방정식
$\displaystyle M(x,y)dx+N(x,y)dy=0$
에서 $\displaystyle M(x,y)$$\displaystyle N(x,y)$ 가 같은 차수인 동차함수,homogeneous_function일 때 동차미분방정식이라 한다.

동차미분방정식은 치환에 의해 항상 변수분리형미분방정식으로 변형된다.

tmp 1

// from https://blog.naver.com/cindyvelyn/221836122894
(동차/비동차의 정의는 생략)

QQQ 1 : 선형미방linear_DE에서만 homogeneous_DE 가 정의되는건지 아님 다른 경우가 있는지?

TBD : pagename을
ko 비동차/비제차 중에? 그리고
en nonhomogeneous 로 할지 inhomogeneous 로 할지.. Google:equation nonhomogeneous vs inhomogeneous

중요 정리:
비동차방정식의 해집합,solution_set은 동차방정식의 해집합을 반드시 포함한다.
그리고 homogeneous에는 다른 뜻도 있는데, 동차함수,homogeneous_function ... local에 작성중.
// Srch VG: "homogeneous_function"을(를) 전체 찾아보기: [http]http://tomoyo.ivyro.net/123/wiki.php/asdf?action=fullsearch&value=homogeneous_function&context=20&case=1

tmp 2


....

이하 예전에있던내용

동차함수(see VG:함수,function#s-42)에서 계속됨

미분방정식
$\displaystyle M(x,y)dx+N(x,y)dy=0$
에서 $\displaystyle M(x,y)$$\displaystyle N(x,y)$ 가 같은 차수인 동차함수일 때, 동차미분방정식이라 한다.
동차미분방정식은 적당한 치환에 의해 항상 변수분리형 미방으로 변형된다.

치환방법 1

$\displaystyle y=ux$
$\displaystyle u=\frac{y}{x}$
dy에 곱해지는 N이 간단한 경우.
$\displaystyle \frac{dy}{dx}=\frac{du}{dx}\cdot x+u\cdot 1$
$\displaystyle dy=u\cdot dx+x\cdot du$
이걸 일일히 유도하기 보다 암기하는 게 좋다

M이 x에 대한 n차라 가정하고, $\displaystyle x^n$ 을 묶어낸다.
$\displaystyle M(x,y)=x^n M(1,\frac{y}{x})=x^n M(1,u)$
$\displaystyle N(x,y)=x^n N(1,\frac{y}{x})=x^n N(1,u)$
이것을 원래 방정식에 대입.
$\displaystyle x^n M(1,u)dx+ x^nN(1,u)(u\cdot dx+x\cdot du)=0$
$\displaystyle x^n$ 으로 나누면
$\displaystyle M(1,u)dx+N(1,u)(udx+xdu)=0$
$\displaystyle [M(1,u)+uN(1,u)]dx+xN(1,u)du=0$
x로나누면....
$\displaystyle \frac1x dx [M(1,u)+uN(1,u)] + N(1,u)du = 0$
$\displaystyle [...]$ 로 나누면...
$\displaystyle \frac1x dx + \frac{N(1,u)}{M(1,u)+uN(1,u)}du=0$
이렇게 변수분리가 된다.


치환방법 2

$\displaystyle x=vy$
$\displaystyle v=\frac{x}{y}$
dx에 곱해지는 M이 간단한 경우.

참고한 곳: [https]16분~