Skip to content

Commit 5991a0d

Browse files
committed
switch to new version of qqmbr: h1 -> chapter
1 parent a5db8d4 commit 5991a0d

15 files changed

+131
-131
lines changed

chapter01.qq

Lines changed: 14 additions & 14 deletions
Original file line numberDiff line numberDiff line change
@@ -1,11 +1,11 @@
1-
\h1 Понятие дифференциального уравнения \label chap:notion_of_ODE
1+
\chapter Понятие дифференциального уравнения \label chap:notion_of_ODE
22

3-
\h2 Примеры моделей, приводящих к дифференциальным уравнениям
3+
\section Примеры моделей, приводящих к дифференциальным уравнениям
44

55
Прежде чем говорить о дифференциальных уравнения в общем виде, обсудим
66
несколько простых примеров, в которых они возникают естественным образом.
77

8-
\h3 Рост населения. Мальтузианская модель \label par:1:Malthus
8+
\subsection Рост населения. Мальтузианская модель \label par:1:Malthus
99

1010
Пусть скорость роста популяции какого-нибудь вида (например, рыб в пруду или
1111
бактерий в чашке Петри) в любой момент времени пропорциональна количеству особей
@@ -32,7 +32,7 @@ $x(t)$. Тогда мгновенная скорость роста равна $
3232
величиной в ней является не число (как в обычных алгебраических уравнениях) и не
3333
вектор (как в линейной алгебре), а функция $x(t)$.
3434

35-
\h3 Рост экономики. Модель Солоу
35+
\subsection Рост экономики. Модель Солоу
3636
\snippet \label snip:Solow \flabel Модель Солоу
3737
Согласно \em{модели Солоу}, скорость прироста капиталовооруженности экономики
3838
(количества капитала в расчёте на одного трудоспособного человека) в
@@ -43,7 +43,7 @@ $x(t)$. Тогда мгновенная скорость роста равна $
4343
где $k=k(t)$ — капиталовооруженность экономики в момент времени $t$, $s$ —
4444
норма сбережения, $\delta$ — норма выбытия капитала.
4545

46-
\h3 Механическая система. Падающий шарик
46+
\subsection Механическая система. Падающий шарик
4747
\label par:1:freefall
4848

4949
Если я возьму в руку маленький тяжелый шарик, что с ним произойдёт, когда я его
@@ -72,12 +72,12 @@ $x(t)$. Тогда мгновенная скорость роста равна $
7272
\eq
7373
\ddot y=-g.
7474

75-
\h2 Простейшие дифференциальные уравнения
75+
\section Простейшие дифференциальные уравнения
7676

7777
Вернёмся к математической точке зрения на дифференциальные уравнения. Начнём с
7878
относительно общего определения.
7979

80-
\h3 Дифференциальное уравнение общего вида
80+
\subsection Дифференциальное уравнение общего вида
8181

8282
Дифференциальным уравнением называется соотношение вида
8383
\equation \label{eq:1:general}
@@ -107,7 +107,7 @@ $x=\ph(t)$, такая, что при подстановке её в уравн
107107

108108
Рассмотрим несколько примеров.
109109

110-
\h3 Нулевая правая часть
110+
\subsection Нулевая правая часть
111111

112112
Простейшее дифференциальное уравнение, которое только можно придумать, имеет вид
113113
\eq
@@ -118,7 +118,7 @@ $x=\ph(t)$, такая, что при подстановке её в уравн
118118
в таком простейшем случае мы имеем не одно, а сразу целое семейство решений.
119119
Аналогичная ситуация будет и в более сложных примерах.
120120

121-
\h3 Постоянная правая часть
121+
\subsection Постоянная правая часть
122122

123123
Чуть более сложное уравнение:
124124
\eq
@@ -130,7 +130,7 @@ $x=\ph(t)$, такая, что при подстановке её в уравн
130130
Заметим, что в этом случае константа $C$ задаёт значение функции в начальный
131131
момент времени $t=0$.
132132

133-
\h3 Правая часть, зависящая только от времени
133+
\subsection Правая часть, зависящая только от времени
134134
\label{par:1:onlytime}
135135

136136
Рассмотрим несколько более сложный пример: пусть функция $f(t,x)$ в правой части
@@ -153,7 +153,7 @@ $x=\ph(t)$, такая, что при подстановке её в уравн
153153
его в виде определенного интеграла с переменным верхним пределом нужно указывать
154154
константу интегрирования явным образом.
155155

156-
\h3 Начальные условия. Задача Коши \label{par:1:Cauchy_problem}
156+
\subsection Начальные условия. Задача Коши \label{par:1:Cauchy_problem}
157157

158158
\idx{Задача Коши}
159159

@@ -202,7 +202,7 @@ $x(5)=\int_5^5 f(\tau)d\tau = 0$, то есть начальное услови
202202
\choice $x(t)=\int_t^t f(\tau)d\tau + 1$
203203
\comment Неверно, обратите внимание на пределы интегрирования.
204204

205-
\h3 Простейшее линейное уравнение \label par:1:xdotx
205+
\subsection Простейшее линейное уравнение \label par:1:xdotx
206206

207207
Положим в уравнении роста населения $k=1$. Получим следующее уравнение:
208208
\equation
@@ -242,7 +242,7 @@ $x(t)=e^t$. Нетрудно видеть, что если умножить эк
242242
будем обсуждать существование и единственность решений дифференциальных
243243
уравнений.
244244

245-
\h2 Геометрические объекты \label{par:1:geoms}
245+
\section Геометрические объекты \label{par:1:geoms}
246246

247247
В рассмотренных выше примерах неизвестная функция $x(t)$ принимала значения во
248248
множестве вещественных чисел. В общем случае функция $x(t)$ может принимать
@@ -379,7 +379,7 @@ $(t, x)$ (декартово произведение фазового прос
379379

380380
Эта интерпретация скоро окажется для нас очень полезной.
381381

382-
\h2 Выводы
382+
\section Выводы
383383

384384
Дифференциальные уравнения используются для моделирования процессов, в которых
385385
участвует время. Предмет рассмотрения нашего курса — обыкновенные дифференциальные уравнения, они имеют вид $\dot x = f(t, x)$, где $x=x(t)$ — неизвестная функция,

chapter02.qq

Lines changed: 7 additions & 7 deletions
Original file line numberDiff line numberDiff line change
@@ -1,4 +1,4 @@
1-
\h1 Автономные дифференциальные уравнения на прямой
1+
\chapter Автономные дифференциальные уравнения на прямой
22
\label chap:2:auto
33

44
Итак, давайте научимся решать какие-нибудь дифференциальные уравнения. Для
@@ -24,7 +24,7 @@
2424
Обсуждение этого метода окажется полезным и для наших дальнейших аналитических
2525
построений.
2626

27-
\h2 Численное решение дифференциальных уравнений. Метод Эйлера
27+
\section Численное решение дифференциальных уравнений. Метод Эйлера
2828
\label sec:2:euler
2929

3030
Пусть поставлена \snref[задача Коши][snip:Cauchy_problem]:
@@ -86,7 +86,7 @@ t$ с начальным условием $x(-3)=4$, а красным, розо
8686
дифференциального уравнения $\dot x = x$, удовлетворяюее начальному
8787
условию $x(0) = 1$. Отсюда найти одну из известных формул для числа $e$.
8888

89-
\h2 Аналитическое решение автономных дифференциальных уравнений на прямой
89+
\section Аналитическое решение автономных дифференциальных уравнений на прямой
9090

9191
Вернёмся к аналитическому поиску решений. В отличие от численных методов, даже
9292
для уравнений в размерности 1 найти решение аналитически не всегда возможно — а
@@ -111,7 +111,7 @@ t$ с начальным условием $x(-3)=4$, а красным, розо
111111
задаётся явной формулой (она называется \em{формулой Барроу}). Мы обсудим
112112
несколько способов её вывода и интерпретации.
113113

114-
\h3 Геометрические соображения
114+
\subsection Геометрические соображения
115115
В предыдущей главе мы обсуждали, что существует специальный класс дифференциальных
116116
уравнений, которые очень просто решаются: это уравнения вида $\dot x = f(t)$,
117117
мгновенно сводящиеся к интегрированию (см. \ref[параграф][par:1:onlytime]). Мы
@@ -157,7 +157,7 @@ t$ с начальным условием $x(-3)=4$, а красным, розо
157157
считать независимой переменной $x$, а неизвестной функцией — время. Ниже мы
158158
обсудим два способа реализации этого замысла.
159159

160-
\h3 Механический подход \label{par:2:mech}
160+
\subsection Механический подход \label{par:2:mech}
161161

162162
Решить дифференциальное уравнение — это значит научиться отвечать на вопрос о
163163
том, где окажется решение в произвольный момент времени $t$, если в момент
@@ -205,7 +205,7 @@ $\frac{1}{f(x)}$! Равенство \ref{eq:2:T} является прибли
205205
выражение $x$ через $t$. В некоторых ситуациях из него можно выразить функцию
206206
$x(t)$ явно.
207207

208-
\h3 Аналитический подход
208+
\subsection Аналитический подход
209209
Приведём более формальный вывод формулы Барроу, опирающийся на математический
210210
анализ. Пусть функция $x=\ph(t)$ является решением уравнения \ref{eq:2:auto} и
211211
удовлетворяет начальному условию $\ph(t_0)=x_0$. Рассмотрим функцию $t=\psi(x)$,
@@ -229,7 +229,7 @@ $t_1 = \psi(x_1)$ и $\dot \ph(t_1)=f(x_1)$ (поскольку $\ph$ являе
229229
t-t_0=\int_{x_0}^{\ph(t)} \frac{dy}{f(y)}
230230
Мы снова получили формулу Барроу.
231231

232-
\h3 Магия
232+
\subsection Магия
233233
Часто для вывода формулы Барроу используют такую символическую запись:
234234

235235
\align

chapter03.qq

Lines changed: 4 additions & 4 deletions
Original file line numberDiff line numberDiff line change
@@ -1,11 +1,11 @@
1-
\h1 Существование и единственность решений дифференциального уравнения
1+
\chapter Существование и единственность решений дифференциального уравнения
22
\label chap:3:eu
33

44
В этой главе мы обсудим главную теорему теории дифференциальных уравнений:
55
теорему существования и единственности решений. Для начала мы сформулируем и
66
докажем её в самом простом случае автономных уравнений на прямой.
77

8-
\h2 Автономные уравнения на прямой
8+
\section Автономные уравнения на прямой
99
\theorem \label thm:3:exuniq_line
1010
В некоторой окрестности любой точки $t_0$ существует и единственно решение
1111
$x=x(t)$ задачи Коши
@@ -187,7 +187,7 @@ $f(x)=x^{2/3}$ не является гладкой функцией в точк
187187
\eq
188188
\int_{x_1}^{x_2}\frac 1 {|f(x)|} \geq \int_{x_1}^{x_2}\frac 1 {C|x-x_1|} \to \infty\quad \text{при } x_1 \to 0^+
189189

190-
\h2 Общий случай
190+
\section Общий случай
191191
Результат, аналогичный теореме \ref{thm:3:exuniq_line}, справедлив и в общем случае. Мы приведём здесь только формулировку: доказательство этого фундаментального факта выходит за рамки нашего курса.
192192

193193
\theorem \label{thm:3:exuniq}
@@ -211,7 +211,7 @@ $f(x)=x^{2/3}$ не является гладкой функцией в точк
211211
x=x^2$). Глобальный результат о решениях дифференциальных уравнений также
212212
можно сформулировать — мы сделаем это чуть позже.
213213

214-
\h2 Метод разделения переменных: магия продолжается \label sec:3:sep-var
214+
\section Метод разделения переменных: магия продолжается \label sec:3:sep-var
215215

216216
В предыдущей главе мы обсудили, как решить уравнение вида $\dot x=f(x)$. Сейчас мы научимся решать более широкий класс уравнений с помощью той же магии, которую использовали в прошлый раз.
217217

0 commit comments

Comments
 (0)