4.7 Reprezentarea complexă a seriilor Fourier

Σχετικά έγγραφα
Cap. IV Serii Fourier. 4.1 Serii trigonometrice. (1) Numărul T se numeşte perioadă pentru funcţia f ( x )., x D, x ± T D

Tema: şiruri de funcţii

Sunt variabile aleatoare care iau o infinitate numărabilă de valori. Diagrama unei variabile aleatoare discrete are forma... f. ,... pn.

Seminar 3. Serii. Probleme rezolvate. 1 n . 7. Problema 3.2. Să se studieze natura seriei n 1. Soluţie 3.1. Avem inegalitatea. u n = 1 n 7. = v n.

CAPITOLUL 2 SERII FOURIER. discontinuitate de prima speţă al funcţiei f dacă limitele laterale f ( x 0 există şi sunt finite.

1. ŞIRURI ŞI SERII DE NUMERE REALE

4. Integrale improprii cu parametru real

6. INTEGRALA SIMPLĂ. INTEGRALA SIMPLĂ CU PARAMETRU

TEMA 9: FUNCȚII DE MAI MULTE VARIABILE. Obiective:

( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )

BARAJ DE JUNIORI,,Euclid Cipru, 28 mai 2012 (barajul 3)

7. ECUAŢII ŞI SISTEME DE ECUAŢII DIFERENŢIALE

CAPITOLUL 1. În acest paragraf vom reaminti noţiunea de primitivă, proprietăţile primitivelor şi metodele generale de calcul ale acestora.

6 n=1. cos 2n. 6 n=1. n=1. este CONV (fiind seria armonică pentru α = 6 > 1), rezultă

REZIDUURI ŞI APLICAŢII

REZUMAT CURS 3. i=1. Teorema 2.2. Daca f este (R)-integrabila pe [a, b] atunci f este marginita

4. Serii de numere reale

4.7. Stabilitatea sistemelor liniare cu o intrare şi o ieşire

DRUMURI, ARCE ŞI LUNGIMILE LOR

Inegalitati. I. Monotonia functiilor

Exerciţii de Analiză Matematică

SEMINARUL 3. Cap. II Serii de numere reale. asociat seriei. (3n 5)(3n 2) + 1. (3n 2)(3n+1) (3n 2) (3n + 1) = a

5.1. ŞIRURI DE FUNCŢII

CURS III, IV. Capitolul II: Serii de numere reale. a n sau cu a n. Deci lungimea segmentului este suma lungimilor sub-segmentelor obţinute, adică

CAPITOLUL 4 REZOLVAREA ECUAŢIILOR NELINIARE

ECUAŢII DIFERENŢIALE ŞI ECUAŢII CU DERIVATE PARŢIALE CU APLICAŢII

a) (3p) Sa se calculeze XY A. b) (4p) Sa se calculeze determinantul si rangul matricei A. c) (3p) Sa se calculeze A.

Integrale cu parametru

Capitole fundamentale de algebra si analiza matematica 2012 Analiza matematica

Polinoame.. Prescurtat putem scrie. sunt coeficienţii polinomului cu a. este mulţimea polinoamelor cu coeficienţi complecşi.

3. Serii de puteri. Serii Taylor. Aplicaţii.

ŞIRURI ŞI SERII DE FUNCŢII

Transformata z (TZ) TZ este echivalenta Transformatei Laplace (TL) in domeniul sistemelor discrete. In domeniul sistemelor continui: Sistem continuu

Analiza matematica Specializarea Matematica vara 2010/ iarna 2011

CULEGERE DE PROBLEME DE MATEMATICA PENTRU ADMITEREA LA UNIVERSITATEA POLITEHNICA DIN TIMISOARA

IV.3. Factorul de condiţionare al unei matrice

Seminariile 1 2 Capitolul I. Integrale improprii

Tema 4. Primitiva şi integrala Riemann. Aplicaţii. Modulul Primitiva. Aplicaţii

3.1. DEFINIŢII. PROPRIETĂŢI

lim lim lim lim (criteriul cu şiruri); lim lim = lim ; Limite de funcńii NotaŃii: f :D R, D R, α - punct de acumulare a lui D;

Formula lui Taylor. 25 februarie 2017

Analiza matematică, clasa a XI-a probleme rezolvate Rolul derivatei întâi

Şiruri recurente. Mircea Buzilă. 2009, Editura Neutrino Titlul: Şiruri recurente Autor: Mircea Buzilă ISBN

PENTRU CERCURILE DE ELEVI

COMBINATORICĂ. Mulţimile ordonate care se formează cu n elemente din n elemente date se numesc permutări. Pn Proprietăţi

TESTE GRILĂ DE MATEMATICĂ. pentru examenul de bacalaureat şi admiterea în învăţământul superior UNIVERSITATEA POLITEHNICA DIN TIMISOARA

3.4 Integrarea funcţiilor trigonometrice. t t. 2sin cos 2tg. sin + cos 1+ cos sin 1 tg t cos + sin 1+ x 1

Adrian Stan Editura Rafet 2007

6.1. DERIVATE ŞI DIFERENŢIALE PENTRU FUNCŢII REALE DE O VARIABILĂ REALĂ. APLICAŢII

Ministerul Educaţiei Naționale Centrul Naţional de Evaluare şi Examinare

SUBGRUPURI CLASICE. 1. SUBGRUPURI recapitulare

def def punctul ( x, y )0R 2 de coordonate x = b a

CAPITOLUL 2. Definiţia Se numeşte diviziune a intervalului [a, b] orice submulţime x [a, b] astfel încât

1. ŞIRURI ŞI SERII DE NUMERE REALE

0 z z < r ea admite o dezvoltare în serie Laurent. n n. din dezvoltarea în serie Laurent în vecinătatea punctului z. z (notat { } { } = ρ

COLEGIUL NAȚIONAL MIHAI VITEAZUL SF. GHEORGHE, COVASNA SĂ ȘTII MAI MULTE, SĂ FII MAI BUN LA MATEMATICĂ

ANEXA., unde a ij K, i = 1, m, j = 1, n,

OperaŃii cu numere naturale

Olimpiada Naţională de Matematică Etapa locală Clasa a IX-a M 1

CAPITOLUL IV CALCULUL DIFERENŢIAL PENTRU FUNCŢII REALE DE O VARIABILA REALĂ

9. Polinoamele Taylor asociate unor funcţii (I. Boroica) 9.1. Formulele lui Taylor şi polinoamele Taylor asociate funcţiilor elementare

Curs 10 Funcţii reale de mai multe variabile reale. Limite şi continuitate.

Laborator 4 Interpolare numerica. Polinoame ortogonale

CUPRINS ALGEBRÃ... 5 I. Elemente de logicã matematicã... 5 I.1. Noţiunea de propoziţie... 5 I.2. Operatori logici... 5 I.3. Expresii în calculul

lim = dacă se aplică teorema lui 3. Derivate de ordin superior. Aplicaţii.

sin d = 8 2π 2 = 32 π

ELEMENTE DE CALCUL VARIAŢIONAL

CAPITOLUL III FUNCŢII CONTINUE

Dreptul de copyright: Cartea downloadată de pe site-ul nu poate fi publicată pe un alt site şi nu poate fi folosită în scopuri

UNIVERSITATEA ŞTEFAN CEL MARE FACULTATEA DE SILVICULTURĂ MATEMATICI SUPERIOARE

Polinoame Fibonacci, polinoame ciclotomice

Asupra unei metode pentru calculul unor integrale definite din functii trigonometrice

în care suma termenilor din fiecare grup este 0, poate conduce la ideea că valoarea acestei sume este 0. De asemenea, gruparea în modul

2) Numim matrice elementara o matrice:

T R A I A N. Numere complexe în formă algebrică z a. Fie z, z a bi, Se numeşte partea reală a numărului complex z :

Integrale generalizate (improprii)

Curs 4 Serii de numere reale

DUMITRU BUŞNEAG PROBLEME ALGEBRĂ

Concursul Naţional Al. Myller Ediţia a VI - a Iaşi, 2008

ŞIRURI DE VARIABILE ALEATOARE. PROBLEME ASIMPTOTICE

Cursul 7. Spaţii euclidiene. Produs scalar. Procedeul de ortogonalizare Gram-Schmidt. Baze ortonormate

Lucian Maticiuc SEMINAR 1 3. Capitolul I: Integrala definită. Primitive. 1. Să se arate că. f (x) dx = 0. Rezolvare:

1. Operaţii cu numere reale Funcţii Ecuaţii şi inecuaţii de gradul întâi Numere complexe Progresii...

1. PROBLEMA LUNII NOIEMBRIE 2017 (EN/RO)... pag.2 Marin Chirciu

5. PROBABILITĂŢI Evenimente

4. Ecuaţii diferenţiale de ordin superior

x x m Δx. Rezulta deci că adevătata valoare a mărimii căutate va fi cuprinsă între limitele:

Spaţii topologice. Spaţii metrice. Spaţii normate. Spaţii Hilbert

Statisticǎ - curs 2. 1 Parametrii şi statistici ai tendinţei centrale 2. 2 Parametrii şi statistici ai dispersiei 5

Metode iterative pentru probleme neliniare - contractii

CURS I II. Capitolul I: Integrala definită. Primitive. 1 Integrabilitate Riemann. Criterii de integrabilitate

CLASA a V-a CONCURSUL INTERJUDEŢEAN DE MATEMATICĂ ŞI INFORMATICĂ MARIAN ŢARINĂ EDIŢIA A IV-A MAI I. Să se determine abcd cu proprietatea

Analiză I Curs 1. Curs 1., a n. dacă ε, ( )N ( ε ) a.î. n x n ε ; ε sunt numere reale şi deci (a n. şi fie

6. Rezolvarea numerică a problemei Cauchy pentru ecuaţii diferenţiale

λ C valoare proprie a matricei A dacă x, x 0

Seria MATEMATICĂ ANALIZĂ MATEMATICĂ Calcul diferenţial

TEORIA SISTEMELOR AUTOMATE. Prof. dr. ing. Valer DOLGA,

MULTIMEA NUMERELOR REALE

Capitolul 2 ŞIRURI DE NUMERE REALE. 2.1 Proprietăţi generale Moduri de definire a unui şir. (x n ) n 0 : x n =

Seminariile Capitolul X. Integrale Curbilinii: Serii Laurent şi Teorema Reziduurilor

Transcript:

4.7 Reprezetre compeă seriior Fourier Presupuem că f ( ) îdepieşte codiţii suficiete petru dezvotre î serie Fourier. Atuci pote fi reprezettă pe [, ] cu seri: f b + ( cos + si ) f cos d,,, b f si d,, Foosid formuee Euer: i e cos + isi i e cos isi vem: i i e + e e cos si i i e e si i Substituid ceste două fucţii obţiem: e + e e e f ( ) + + ib i e i i i i i i Notăm: ib + ib e i + + c ib c e + ib i c i i + ( + ) f c c e c e i f c + c e + c e i

i f c + c e + c e i + i i i f ce + c + ce ce + f c e () i Acest este form compeă seriei Fourier. Vom eprim coeficieţii c şi c cu jutoru itegreor. ib c f ( ) cos d i f ( ) si d f ( )( cos i si ) d Formuee petru coeficieţii c, c şi i c f ( ) e d i c f ( ) e d c pot fi combite îtr-o sigură epresie: i c f ( ) e d,, ±, ±, () Coeficieţii f. Observţie: Seriie sut covergete petru u fit, dcă eistă imitee: Fourier v fi: c se umesc coeficieţi Fourier compecşi i fucţiei im + k ce Î geer, petru o fucţie periodică k ik f cu period T, > seri f ( ) + cos + bsi () f ( ) cos d,,,,

, cos b si b f ( ) si d,,, +,, se umesc rmoicee fuctiei f mutime coeficietior Fourier, b formez spectru fuctiei f., ir Observtie: Mute procese oscitorii i fizic se modeez cu fuctii f ( ) cu period T, si pot fi fuctii de timp f ( t ) cre reprezit eogti uei oscitii, mrime uei forte su itesitte curetuui eectric. I stfe de situtii seri Fourier pote ve urmtore dezvotre: Nottii: Ude b f ( ) + + b cos + si + b + b b cosϕ siϕ ϕ [, ) + b + b f ( ) + + b cosϕcos + siϕsi f ( ) + Acos ϕ + A b I fizic se spue c procesu oscitor f ( ) se descompue i scitiie rmoice simpe: Acos ϕ Cu frecvetee, mpitudiie A si fzee iitie ϕ. Form compeă seriei () este: î cre coeficieţii sut: + i f c e (4) i c f ( ) e d,, ±, ±, Observţie: Seriie sut covergete petru u fit, dcă eistă imitee:

+ ik im ce k şi im k + k ce k k i Eempu: Dezvotţi îtr-o serie Fourier compeă fucţi periodică: f ( ), - < <, < T Fucţi îdepieşte codiţiie de dezvotre î serie Fourier. f ( ) + f ce i i i c f ( ) e d e d i i e ( e ) i i i ( cos isi) i +, pr c i, impr i c i + ( ) i e S, (,) (, ) 4.8 Geerizre: Serii Fourier pe sisteme de fucţii ortogoe Aizâd modu de determire coeficieţior Fourier (Teorem, prg. 4.), observăm că rţiometee foosite s-u bzt pe propriette de ortogoitte sistemuui trigoometric. Di cest motiv, este tur c î ocu sistemuui trigoometric de fucţii ortogoe să cosiderăm u sistem orecre de fucţii ortogoe. Î cest fe o fucţie pote fi reprezettă î serie de fucţii ortogoe orecre. Procedâd stfe obţiem serii Fourier geerizte. Sisteme de fucţii ortogoe

Notăm cu L [ b ] muţime fucţiior ree defiite şi itegrbie pe [, ], eiste itegr: Fucţiie cotiue pe [, ] b stfe îcât să b f ( ) d< + (5) L, b. b prţi cestei muţimi [ ] { } Defiiţie: U sistem de fucţii ϕ ( ), cu ϕ [ ] se umeşte ortogo pe [ b, ] dcă: ( ϕ, ϕ ) ϕ ( ) ϕ L b, b petru m d (6) λ > petru m m m Acestă codiţie presupue că muţime u re ici o fucţie idetic uă. Norm fucţiior ϕ este: b Dcă î sistemu ortogo ( ) { } sistemu de fucţii ( ) este ortoormt. (, ) ϕ ϕ ϕ ϕ d (7) { } ϕ este uu ortoormt. { } Dcă sistemu ϕ ( ) este ortogo şi ( ) ϕ vem ϕ petru orice, tuci ϕ, tuci sistemu Eempe: ) Sistemu trigoometric:, cos, si, cos, si,,cos, si,,. este ortogo pe [ ] Cum cos si, sistemu următor este ortoormt pe [, ]. ( ) ϕ ϕ, cos, si, cos, si,, cos, si, ) Sistemu de cosiusuri:,cos,cos,,cos, şi sistemu de siusuri: si,si,,si, sut ortogoe pe [ ], dr u şi ortoormte, cos si

+ cos d d + cos si ) Poiomee Legedre se defiesc cu formu Rodrigues: P ( ) ( ) d,,,, (8)! d Poiomee Legedre P [, + ]. Şiru de fucţii: P ( ), P( ) Figur 4. ( ) d,! d d ( ) P ( ) etc.! d + formeză u şir ortogo î rport cu produsu di L pe, m P( ) Pm( ) d, m +

ϕ +,,,, ( ) P ( ) formeză u sistem ortoormt pe [,]. Proprietăţi: ) Poiomee Legedre sut souţii petru ecuţi difereţiă: + + P ( ) ) Pritte: P P( ) ) Mărgiire: P ( ), [,] 4) Vori prticure: P (), P ( ) ( ), 5) Formue de recureţă: P + ( ) P ( ) ( ) P ( ) P ( ) + + + + ( + ) P P P + P P P P + P + P utiă petru itegrre Eerciţiu: Arătăm că poiomee Legedre sut ortogoe pe [,]. Presupuem m >. + + ( m ) ( ) d d P P d d m m+ m m!! d d ( m ) d ( ) m + d d d m+ m m!! d d d m m d d d d m!! d d d d ( ) ( + + ) ( ) ( ) + m m m+ m + m m ( ) ( ) + d d m!! d d m + m+ m + m d

Itegrăm de ori pri părţi şi obţiem: ( m + m ) d d ( ) m!! d d m+ m m + m ( ) ( )! d ( ) m+ m d m!! d Deorece tote derivtee fucţiei itervuui [,]. m d pâă ordiu m se ueză cpetee { } Defiiţie: U sistem de fucţii ϕ ( ) se umeşte ortogo pe (, ) podere ρ ( ) dcă petru orice,, eistă itegree: b î rport cu b, petru m ρ( ) ϕm( ) ϕ( ) d (9) λ >, petru m b, cu o ecepţie posibiă îtr- Se presupue că fucţi podere ρ ( ) este pozitivă pe (, ) u umăr fiit de pucte ude ρ ( ) este zero. Eempu: Poiomee Hermite defiite cu formu Rodrigues: de,,,, H e H ( ), H () d H 4, etc., Se pote răt că poiomee Hermite sut ortogoe pe cu podere ρ ( ) dică e,, m e Hm( ) H( ) d!, m ()

Figur 4. Proprietăţi: ) Poiomee Hermite sut souţii petru ecuţi difereţiă: H ) Pritte: H ( ) ( ) H ( ) ) Formue de recureţă: + H H + H + H H H H H + e H+ e H Serii Fourier pe u sistem ortogo ϕ { } Fie u sistem ortogo de fucţii ( ) pe (, ) cϕ( ) cϕ( ) cϕ( ) covergetă pe iterv f ( ): Îmuţid cu ( ) k b şi fie seri: + + + + ϕ ϕ ϕ f c + c + + c + ϕ şi itegrâd după de b, cu jutoru ortogoităţii obţiem:

su b f ( ) ϕ ( ) d c ϕ ( ) ϕ ( ) d b k k ϕ ϕ f d c d b b k k ck b f ( ) ϕk ( ) d ϕ d c k k ( f ϕ ), k k b, k,, ϕ () Eempe: ) Fie f :[,] defiită pri f ( ) Să se dezvote fucţi f î serie Fourier-Legedre. [ ) [ ],,,,, (,) f cp + c f ( ) P ( ) d + + c ( ) P d P + P d + ( ) ( () () ) P P P P P P + + + + Cum P (), c ( P ( ) P+ ( ) ) c P d f ( ) + P ( ) P+ ( ) P( ) ) Să se dezvote î serie Fourier-Hermite fucţi f : defiită pri: Dezvotre este de form: f ( ), <, >

f ch ( )! c e H d ( )! c e H ( ) d! e H! e H e H! ( ) ( ) e H e H + c e H! c e d erf Ude, erf este fucţi erorior defiită pri: def t erf e dt Dezvotre petru fucţi dtă este: e H ( ) f ( ) erf H ( )!, Cp.5 Ecuţii difereţie de ordiu îtâi 5. Noţiui eemetre O ecuţie difereţiă ordiră este o ecuţie de tipu ( ) F,,,, () cre pue î reţie o vribiă idepedetă, fucţi ecuoscută ( ) ( derivtee cestei ( ), ( ),, ) ( ) de rgumetee se. Ce mi simpă ecuţie difereţiă este: şi. Î cest cotet, F este o fucţie cuoscută

f ( ) () ude f ( ) este o fucţie dtă, cotiuă pe u iterv ( b, ), ir ( ) este fucţi ecuoscută. Ecuţii simire pr î ccuu itegr. Adică, fiid dtă o fucţie f ( ), trebuie determită o primitivă s F ( ). Astfe, o fucţie cre verifică ecuţi () re form: ude F ( ) este o primitivă ui f ( ) pe (, ) Fucţi căuttă ( ) F + C () b, ir C este o costtă rbitrră. u este uic determită de ecuţi (). Defiiţie: Ordiu uei ecuţii difereţie este ordiu ce mi mre derivteor prezete î ecuţie. Eempu: Ecuţi + este o ecuţie difereţiă de ordiu doi. Fucţi ( ) si este o souţie cestei ecuţii difereţie pe itervu (, + ) Defiiţii: Rezovre uei ecuţii difereţie se umeşte itegrre ecuţiei difereţie. Grficu uei souţii uei ecuţii difereţie se umeşte curbă itegră ecuţiei. Probem : Determiţi o curbă stfe îcât pt curbei î fiecre puct să fie egă cu ordot puctuui respectiv. Fie ( ) ecuţi curbei căutte. Pt curbei este tgα ( ). Propriette curbei di euţ este descrisă de ecuţi difereţiă de ordiu îtâi: d d d d d d + C C e + Ce Coform itegrării de mi sus, ecuţi re u umăr ifiit de souţii: ( ) e Ce, ude C este o costtă. Probem : Determiţi ege mişcării rectiiii uui puct mteri cre se mişcă cu o cceerţie costtă.

Fie s s() t ege de mişcre căuttă. Di euţ vem următore ecuţie difereţiă de ordiu doi petru cestă fucţie: ds dt Pri două itegrări succesive obţiem: ds t C dt + t s() t + Ct + C Costtee de itegrre C, C pot fi determite impuâd codiţii iiţie. ds s s t t v dt t t t s + Ct + C v t + C t C v t C s ( v t) t ( t ) t s() t s + v( t t) + Fie F(,, ) o ecuţie difereţiă de ordiu îtâi. Dcă este rezovbiă î, obţiem o tă formă ecuţiei: f, (5) ude f (, ) este o fucţie cuoscută î rgumetee se. O tă formă echivetă ecuţiei este: su, mi geer: d f, d (6) M, d+ N, d (7) Acestă ecuţie este obţiută di precedet pri îmuţire cu o fucţie N(, ). Fucţiie M (, ) şi N(, ) sut fucţii cuoscute. Două ecuţii difereţie (,, ) F şi F (,, ) sut echivete pe u domeiu, dcă orice souţie ( ) uei ecuţii difereţie este souţie şi petru cetă ecuţie şi vice vers.

O ecuţie difereţiă pote ve şi o ifiitte de souţii. Petru preciz o f, trebuie să impuem o codiţie iiţiă, dică să umită souţie ecuţiei presupuem că o umită vore vribiei fucţi căuttă i o umită vore : (8) su Geometric, codiţi iiţiă impică precizre uui puct (, ) v trece curb itegră căuttă. M pri cre Defiiţie: Probem determiării ceei souţii ecuţiei f (, ) codiţi supimetră ( ) cre verifică, se umeşte probemă Cuch su probemă iiţiă. (, ) f 5. Souţi probemei Cuch petru ecuţiie difereţie de ordiu îtâi Teorem : (eisteţ şi uicitte souţiei probemei Cuch) Fie: (, ) f (9) o ecuţie difereţiă de ordiu îtâi şi fie f (, ) di pu. Dcă eistă o veciătte Ω uui puct (, ) f (, ) (i) este cotiuă î tote rgumetee (ii) re derivtă prţiă f / mărgiită o fucţie defiită pe u domeiu D M di D, pe cre tuci eistă u iterv ( h, + h) pe pe cre eistă o souţie uică ϕ ( ) ecuţiei (9) stfe îcât ϕ ( ). Geometric, îsemă că pri puctu (, ) petru ecuţi (9). M trece o curbă itegră şi umi u

Figur 5. Observţie: Teorem re tură ocă: grteză umi eisteţ uei souţii uice ϕ petru ecuţi (9) îtr-o veciătte mică puctuui. Ecuţi (9) re u umăr ifiit de souţii (de eempu, o souţie cărui grfic trece pri (, ) souţie cărui grfic trece pri (, ), şi ş mi deprte). Eempe:. Cosiderăm ecuţi +, tă Fucţi f (, ) + este defiită şi cotiuă î tote puctee puui şi f / peste tot. Cu teorem, pri fiecre puct (, ) puui trece o curbă itegră ecuţiei.. Cosiderăm ecuţi Fucţi f, este defiită şi cotiuă î tote puctee puui şi f şi tide ifiit petru. A dou codiţie di teorem u este îdepiită pe. Pri itegrre, obţiem ( + C), C souţie ecuţiei dte. d d d d / / + C / C + + C Mi mut, şi este souţie ecuţiei dte. Dcă căutăm o souţie ecuţiei dte cre să stisfcă codiţi, obţiem mi mute souţii, c de eempu:,,,, >, <,,

Astfe, pri fiecre puct ei trec ce puţi două curbe itegre, şi souţi u este uică pe cestă ă. Figur 5. Observţie: Dcă cosiderăm puctu M (,), pe o veciătte suficiet de mică cestui, codiţiie di teorem sut stisfăcute. Î coseciţă, pri cest puct, îtr- u mic pătrt Ω, trece umi curb itegră ecuţiei. Dcă cosiderăm u pătrt Ω suficiet de mre (să itersecteze ), tuci u vom mi ve souţie uică. Acest ucru cofirmă crcteru oc teoremei. Precizre: Teorem furizeză codiţii suficiete petru eisteţ uei souţii uice ecuţiei f (, ). Pote eist o souţie uică ( ) petru ecuţi f (, ) cre să stisfcă codiţi ( ), deşi u su mbee codiţii di teorem u sut îdepiite. Eempu: Ecuţi tote că f / u este mărgiită. re souţi uică ( ) cre trece pri, cu d d d d + C ( + C) C? ( + C ) C ( ) Dcă reuţăm mărgiire ui f / obţiem o teoremă de eisteţă souţiei: Teorem : (eisteţ souţiei probemei Cuch) Dcă fucţi f (, ) pe o veciătte puctuui (, ), tuci ecuţi f (, ) ϕ ( ) i vore. cre î Defiiţie: O souţie geeră ecuţiei difereţie este cotiuă re ce puţi o souţie

(, ) f () pe u domeiu Ω de eisteţă şi uicitte souţiei probemei Cuch este o fmiie ϕ C, cre depid de şi de o costtă rbitrră uiprmetrică S de fucţii (prmetru), stfe îcât: Petru orice C permis, fucţi ϕ (, ) (), dică C S este o souţie petru ecuţi (, ), ϕ(, ), ( h, + h) ϕ C f C Oricre r fi codiţi iiţiă ( ) îcât souţi ϕ Observţie: s- presupus că (, ) souţiei probemei Cuch., eistă o vore C petru C stfe,c să stisfcă codiţi iiţiă ϕ ( C ), prţie domeiuui Ω de eisteţă şi uicitte Eempu: Arătţi că ecuţi re souţi geeră + C, cu C costtă rbitrră. Îtr-devăr, f (, ) şi codiţiie di teorem sut stisfăcute peste tot. Atuci, pri fiecre puct (, ) puui trece o sigură curbă itegră ecuţiei difereţie dte. Vom test cee două codiţii di defiiţi souţiei geere: C vem ( + C) stfe îcât + C este o souţie ecuţiei dte. Dcă impuem codiţi iiţiă ( ), obţiem + C şi C. Atuci, souţi + este î cord cu codiţi iiţiă. Defiiţie: O souţie prticură ecuţiei difereţie f (, ) este o souţie dedusă di souţi geeră petru o vore preciztă ui C. Observţie: Souţi geeră ecuţiei difereţie pote fi defiită c fiid muţime tuturor souţiior prticure. Atuci câd itegrăm o ecuţie difereţiă jugem dese itegr geeră, o ecuţie de form: φ,, C () cre defieşte impicit souţi geeră ecuţiei difereţie iiţie ().

Ecuţi (,, C ) φ () cu C vore fită petru C, se umeşte itegră prticură. Eempu: Rezovţi probem Cuch: + d d + d + d d d + rctg + C rctg + C itegr geeră tg( + C) souţi geeră tg C C rctg 4 tg + souţi prticură 4 Defiiţie: O souţie ψ ( ) ecuţiei difereţie f (, ) se umeşte sigură, dcă propriette de uicitte u este îdepiită î fiecre puct său, dică pri fiecre,, pe âgă cestă souţie, v trece şi o tă souţie ecuţiei cre u puct său ( ) coicide cu ψ ( ) pe o veciătte puctuui (, ). Grficu uei souţii sigure se umeşte curbă itegră sigură ecuţiei. Geometric, cest este o îfăşurătore fmiiei de curbe itegre e ecuţiei (itegr geeră). Îfăşurătore uei fmiii de curbe φ (,, C) este o curbă cre î fiecre puct este tgetă câte o curbă di fmiie. f, stisfce codiţiie di Dcă pe u domeiu D puui, ecuţi teorem, tuci pri fiecre puct (, ) D trece o sigură curbă itegră ϕ( ) ecuţiei. Acestă curbă prţie fmiiei uiprmetrice φ (,, C) curbeor cre formeză itegr geeră ecuţiei şi se obţie di cestă fmiie, petru o vore preciztă ui C, dică este o itegră prticură ecuţiei. Nu este posibi c te souţii să trecă pri (, ). f, să ibă o souţie sigură este ecesr Petru c ecuţi difereţiă să u fie stisfăcute codiţiie di teorem. Dcă fucţi ( ) f, di ecuţi difereţiă este cotiuă pe D, tuci o souţie sigură pote trece umi pri puctee î cre derivt f / este emărgiită. Eempu: Cosiderăm ecuţi difereţiă: ()

Fucţi f, este cotiuă î tote puctee puui, dr derivt f tide ifiit petru, dică pe. Ecuţi re souţi geeră ( + C), dică o fmiie de prboe cubice, şi souţi evidetă, souţie cre trece pri puctee î cre derivt f / este emărgiită. Souţi este u sigură, deorece pri fiecre puct său trec tât prbo cubică cât şi drept. Astfe, î fiecre puct souţiei propriette de uicitte u este îdepiită. Souţi sigură u rezută di souţi geeră ( + C) ici o vore umerică ui C. Observţie: Di teorem putem deduce codiţii ecesre petru souţie sigură. Dcă muţime de pucte î cre derivt f / este emărgiită, este o curbă, se pote c cest să u fie o souţie sigură, dcă u este măcr curbă itegră ecuţiei difereţie î cuză. De eempu, dcă î ocu ecuţiei () cosiderăm: +, ct, (4) tuci pe drept codiţi de mărgiire ui f / este îcă eîdepiită, dr cestă dreptă u este curbă itegră petru ecuţi (4). f, trebuie: Î cocuzie, petru găsi souţii sigure petru ecuţi Găsită muţime de pucte î cre f / este emărgiită. Dcă cestă muţime formeză u su mi mute curbe, se verifică dcă ee sut su u curbe itegre petru ecuţie. Dcă curbee sut itegre, se verifică dcă propriette de uicitte este îdepiită su u î tote puctee cestor. Dcă tote ceste codiţii sut îdepiite, curb este souţie sigură petru ecuţi f,. difereţiă Probeme: ) Determiţi souţii sigure petru ecuţi: f, este defiită şi cotiuă petru. Fucţi f ( )

Derivt f / este emărgiită pe dreptee şi. Cee două drepte sut curbe itegre petru ecuţi difereţiă dtă. Petru verific propriette de uicitte î puctee cestor curbe (drepte) căutăm souţi geeră itegrâd: d d d, d ( C), rcsi + C si + este souţi geeră ecuţiei difereţie dtă. Figur 5. Pri fiecre puct souţiei si + C şi drept. Astfe, î fiecre puct souţiei uicitte este u este îdepiită. Simir se îtâmpă şi petru. Cee două drepte sut souţii sigure. trec două curbe: siusoid ) Determiţi souţii sigure petru ecuţi: f (, ) f Derivt f / este emărgiită pe dreptee şi. Cee două drepte sut curbe itegre petru ecuţi difereţiă dtă. Petru verific propriette de uicitte î puctee cestor curbe (drepte) căutăm souţi geeră itegrâd: d d d + c d C + + este itegr geer ecutiei diferetie.