Obyčajná diferenciálna rovnica: Rozdiel medzi revíziami

Smazaný obsah Přidaný obsah
Legobot (diskusia | príspevky)
d Bot: Odstránenie 26 odkazov interwiki, ktoré sú teraz dostupné na Wikiúdajoch (d:q465274)
Vegbot (diskusia | príspevky)
d typo, replaced: . → ., avšak → ale, - →  – , za účelom → s cieľom
Riadok 1:
'''Obyčajná diferenciálna rovnica''' (ODR) je v [[matematika|matematike]] [[diferenciálna rovnica]], ktorá obsahuje neznámu [[zobrazenie (matematika)|funkciu]] o jednej nezávisle [[premenná|premennej]] a jej prvých ''n'' [[derivácia (funkcia)|derivácií]]. Rád obyčajnej diferenciálnej rovnice sa definuje ako rád najvyššej derivácie vyskytujúcej sa v rovnici s nenulovým koeficientom. Presnejšie, obyčajná diferenciálna rovnica ''n''-tého rádu je rovnica tvaru
:<math>F\left(x, y, y', y'',\ \dots,\ y^{(n)}\right) = 0</math>,
kde ''y'' je neznáma funkcia a funkcia <math> F </math> naozaj závisí od premennej <math> y^{(n)} </math> . Napríklad rovnica
:<math>y'''(x)-xy(x)y'(x)-y^5(x) = 0</math>
je ''tretieho rádu''.
Prívlastok ''obyčajné'' sa u tejto triedy diferenciálnych rovníc používa najmä za účeloms cieľom ich odlíšenia od [[parciálna diferenciálna rovnica|parciálnych diferenciálnych rovníc]], ktoré môžu obsahovať aj funkcie o viacerých nezávisle premenných a ich [[parciálna derivácia|parciálne derivácie]]. Na základe definície sú obyčajné diferenciálne rovnice podtriedou (špeciálnym prípadom) parciálnych diferenciálnych rovníc, avšakale diferenciálna rovnica sa väčšinou zvykne označovať ako parciálna len v prípade, že nie je obyčajná.
 
 
 
Ak je funkcia <math> F </math> lineárna funkcia v premenných <math> y,y',\dots , y^{(n)} </math> (nemusí byť lineárna funkcia nezávisle premennej <math> x </math>) tak hovoríme o lineárnej diferenciálnej rovnici. V opačnom prípade o nelineárnej diferenciálnej rovnici. Napríklad rovnica
Řádek 24 ⟶ 22:
:<math>m\vec{r}''(t) = \vec{f}(\vec{r}(t),\vec{r}'(t),t) , </math>
 
kde <math> m </math> je [[Hmotnosť|hmotnosť]] telesa, [[Zobrazenie (matematika)|zobrazenie]] <math> \mathbb{R}\ni t\mapsto \vec{r}(t)\in \mathbb{R}^3 </math> je trajektória, ktorú hľadáme (riešime úlohu o pohybe a jej riešením je práve [[Trajektória|trajektória]]) a <math> \mathbb{R}^7\ni (\vec{r},\vec{r}'(t),t)\mapsto \vec{f}(\vec{r},\vec{r}'(t),t)\in\mathbb{R}^3</math> je [[Sila|sila]], ktorá pôsobí na teleso.
 
Iným príkladom použitia obyčajných diferenciálnych rovníc je tzv. SIR model v matematickóm modelovaní v epidemiológii. Ak uvažujeme populáciu rozdelenú do troch typov: <math>S, I, R </math> (v tomto poradí náchylní, infekční a imúnni) tak predstava celkom úspešného SIR modelu sa vyjadruje ako sústava obyčajných diferenciálnych rovníc
Řádek 34 ⟶ 32:
:<math> \frac{dR}{dt} = \nu I </math>
 
Čísla <math> \beta,\nu</math> sú parametre modelu, neznáme <math> S, I, R</math> sú funkcie času <math> t </math> -  – ak sa porovnajú experimentálne údaje s riešeniami uvedenej sústavy rovníc dá sa rozhodnúť, či existuje taký výber parametrov, ktoré by zodpovedali reálnym údajom.
 
Zoznam aplikácií diferenciálnych rovníc asi nie je možné vyčerpať.