Suunavälja matemaatika
Suunavälja matemaatika
Anonim

Suunaväli, viis esimese astme diferentsiaalvõrrandi lahenduste graafiliseks esitamiseks ilma võrrandit tegelikult lahendamata. Võrrand y ′ = f (x, y) annab suuna, y ′, mis on seotud iga tasapinna punktiga (x, y) ja mida peab täitma iga seda punkti läbiv lahenduskõver. Suunaväli on defineeritud kui väikeste joonte segmentide kogum, mis läbib erinevaid punkte, mille kalle vastab antud punktis antud diferentsiaalvõrrandile (vt graafikut). Tegelikul kõverate perekonnal (diferentsiaalvõrrandi lahenditel) peab igas punktis olema suund, mis on ühesuunaline selles suunas oleva suunavälja sirgjoone omaga,nii et see meetod on väärtuslik lahenduste käitumise tunnetamiseks olukordades, kus võrrandit on raske lahendada või kus lahendus on keeruline funktsioon. Sageli on suunavälja joonistamisel abiks joonte või kõverate, nn isokliinide, määramine, millel suunavälja segmentide kalle on konstantne. Näiteks võrrandis y ′ = x + y on kalle konstantse väärtusega k, kui k = x + y või kui y = -x + k; see tähendab, et isokliinid on sirged, mille kalle on -1. Need jooned saab seejärel kergelt visandada, et suuna suunda välja ehitada (vt graafikut). Tegelik lahenduste perekond on sel juhul y = aemillel suunavälja segmentide kalle on konstantne. Näiteks võrrandis y ′ = x + y on kalle konstantse väärtusega k, kui k = x + y või kui y = -x + k; see tähendab, et isokliinid on sirged, mille kalle on -1. Need jooned saab seejärel kergelt visandada, et suuna suunda välja ehitada (vt graafikut). Tegelik lahenduste perekond on sel juhul y = aemillel suunavälja segmentide kalle on konstantne. Näiteks võrrandis y ′ = x + y on kalle konstantse väärtusega k, kui k = x + y või kui y = -x + k; see tähendab, et isokliinid on sirged, mille kalle on -1. Need jooned saab seejärel kergelt visandada, et suuna suunda välja ehitada (vt graafikut). Tegelik lahenduste perekond on sel juhul y = aex - x - 1 iga konstandi a korral, mis leitakse diferentsiaalvõrrandite meetoditega.