Однородные уравнения

  Определение. Функция f(x, y) называется однородной n – го измерения относительно своих аргументов х и у, если для любого значения параметра t (кроме нуля) выполняется тождество:

 

 Пример. Является ли однородной функция 

 

 

Таким образом, функция f(x, y) является однородной 3- го порядка.

  Определение. Дифференциальное уравнение вида называется однородным, если его правая часть f(x, y) есть однородная функция нулевого измерения относительно своих аргументов.

  Любое уравнение вида  является однородным, если функции P(x, y) и Q(x, y) – однородные функции одинакового измерения.

  Решение любого однородного уравнения основано на приведении этого уравнения к уравнению с разделяющимися переменными.

  Рассмотрим однородное уравнение

[an error occurred while processing this directive]

Т.к. функция f(x, y) – однородная нулевого измерения, то можно записать:

 

Т.к. параметр t вообще говоря произвольный, предположим, что . Получаем:

 Правая часть полученного равенства зависит фактически только от одного аргумента , т.е.

Исходное дифференциальное уравнение таким образом можно записать в виде:

Далее заменяем y = ux, .

 

таким образом, получили уравнение с разделяющимися переменными относительно неизвестной функции u.

 

Далее, заменив вспомогательную функцию u на ее выражение через х и у и найдя интегралы, получим общее решение однородного дифференциального уравнения.