Большая Советская Энциклопедия.

Большая Советская Энциклопедия (цитаты)

Неопределенных коэффициентов метод

Неопределенных коэффициентов метод (далее Н) метод, применяемый в математике для отыскания коэффициентов выражений, вид которых заранее известен. Так, например, на основании теоретических соображений дробь



может быть представлена в виде суммы



где А, В и С - коэффициенты, подлежащие определению. Чтобы найти их, приравнивают второе выражение первому:



и, освобождаясь от знаменателя и собирая слева члены с одинаковыми степенями х, получают:

(А + В + С) х2 + (В - С) х - А = 3x2 - 1.

Так как последнее равенство должно выполняться для всех значений х, то коэффициенты при одинаковых степенях х справа и слева должны быть одинаковыми. Т. о., получаются три уравнения для определения трех неизвестных коэффициентов: А + В + С = 3, В - С = 0, А = 1, откуда А = В = С = 1. Следовательно,



справедливость этого равенства легко проверить непосредственно. Пусть еще нужно представить дробь



в виде



где А, В, С и D - неизвестные рациональные коэффициенты. Приравниваем второе выражение первому



или, освобождаясь от знаменателя, вынося, где можно, рациональные множители из-под знака корней и приводя подобные члены в левой части, получаем:



  Но такое равенство возможно лишь в случае, когда равны между собой рациональные слагаемые обеих частей и коэффициенты при одинаковых радикалах. Т. о., получаются четыре уравнения для нахождения неизвестных коэффициентов А, В, С и D: А - 2 + 3 = 1, -А + В + 3D = 1, A + - 2D = -1, В - С + D = 0, откуда A = 0, В = -1/2, С = 0, D = 1/2, т. е.



  В приведенных примерах успех Н зависел от правильного выбора выражений, коэффициенты которых отыскивались. Если бы в последнем примере вместо выражения



было взято выражение



то, рассуждая, как и выше, получили бы для трех коэффициентов А, В и С четыре уравнения А - 2В + 3С = 1, -A - = 1, A + = -1, В - С = 0, которым нельзя удовлетворить никаким выбором чисел А, В и С.

  Особенно важны применения Н к задачам, в которых число неизвестных коэффициентов бесконечно. К ним относятся задача деления степных рядов, задача нахождения решения дифференциального уравнения в виде степенного ряда и др. Пусть, например, нужно найти решение дифференциального уравнения у" + ху = 0 такое, что у = 0 и y" = 1 при х = 0. Из теории дифференциальных уравнений следует, что такое решение существует и имеет вид степенного ряда

у = х + c2x2 + c3x3 + c4x4 + c5x5 + ×××.

Подставляя это выражение вместо у в правую часть уравнения, а вместо y" - выражение

2c2 + 3·2с3х + 4·3с4х2 + 5·4с5х3 + ×××,

затем, умножая на х и соединяя члены с одинаковыми степенями х, получают

2c2 + 3·2c3x + (1 + 4·3c4) x2 + (c2 + 5·4c5) x3 + ××× = 0,

откуда при определении неизвестных коэффициентов получается бесконечная система уравнений: 2c2 = 0; 3·2с3 = 0; 1 + 4·3c4 = 0; c2 + 5·4c5 = 0;...

Решая последовательно эти уравнения,



т. е.



  Лит.: Смирнов В. И., Курс высшей математики, т. 1, 23 изд., М., 1974; т. 2, 20 изд., М., 1967; Степанов В. В., Курс дифференциальных уравнений, 8 изд., М., 1959.

 


Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска


Новости 17.08.2017 04:59:18


23:45 Первый канал закрыл проект Юлии Меньшовой «Наедине со всеми»
03:42 Российские специалисты оценят ситуацию с вирусом Коксаки в Турции
02:25 Россия запустила с Байконура в космос военный спутник
01:58 Столичный район Северное Медведково заволокло дымом
01:49 «Реал» во второй раз обыграл «Барселону» и выиграл Суперкубок Испании
00:09 Русский «Доктор Хаус» заставил россиян возненавидеть отечественное телевидение