§15. Изогональ траекториялар жөніндегі есеп
Туындысына қатысты шешілмеген теңдеулерге көбінесе
геометриялық есептер келтіреді. Ондай есепке, мəселен, изо-
гональ траекториялар жөніндегі есепті жатқызуға болады. Егер
бірпараметрлі қисықтар жиынтығы
(
)
F x у а
, ,
0
=
(4.84)
теңдеуімен берілсе (мұнда
а –
параметр), онда оның
изогональ
траекториялары
деп (4.84) жиынтығының қисықтарын бірден-
бір
j
бұрышымен қиятын екінші қисықтар жиынтығын айтады.
Дербес жағдайда
j = p
/2 болса, онда траекториялар
ортогоналды
деп аталады.
Берілген (4.84) қисықтар жиынтығының дифференциалдық
теңдеуін құрайық. Ол үшін (4.84) теңдеуін
х
бойынша дифферен-
циалдаймыз:
F
F
y
x
y
0
∂
∂
+
⋅ ′ =
∂
∂
(4.85)
(4.84) жəне (4.85) теңдеулеріндегі
а
параметрінен құтылайық.
Осының нəтижесінде (4.84) қисықтар жиынтығының диффе-
ренциалдық теңдеуі
( )
y
f x у
,
′ =
(4.86)
түріне келеді деп ұйғарайық. Екі қисық арасындағы бұрыш деп
олардың қиылысу нүктесіндегі сол қисықтарға жүргізілген жа-
намалар арасындағы бұрышты айтатынымыз белгілі (20-сурет).
Егер
a
арқылы
Ох
осімен (4.84) қисықтар жиынтығына тиіс
L
1
141
қисығының
М
нүктесіндегі жанамасы арасындағы бұрышын
белгілеп,
b
арқылы
Ох
осімен (4.84) ізделінді жиынтыққа тиіс
L
2
қисығының сол нүктедегі жанамасы арасындағы бұрышты
белгілесек, онда
j
= ± (
b
-
a
)
немесе
b
=
a
±
j
болады. Бұдан
tg
tg
tg
tg tg
.
1
α
ϕ
β
α ϕ
±
=
∓
tg
ϕ
берілген шама, оны
k
арқылы белгілейік; ал
( )
tg
у
f x у
, ;
α
= ′ =
сондықтан
( )
( )
f x у
k
tg
kf x у
,
1
,
β
±
=
∓
Осымен изогональ траекторияға тиіс кез келген нүкте коор-
динаталарын сол нүктедегі жанаманың бұрыштық коэффициенті-
мен байланыстыратын қатынасты, атaп айтқанда, траекториялар
жиынтығының дифференциалдық теңдеуін шығарып отырмыз.
tg
β
-ны
y
′
арқылы белгілейік, сонда
( )
( )
f x у
k
у
kf x у
,
1
,
±
′ =
∓
(4.87)
Осы дифференциалдық теңдеудің жалпы интегралы (4.84)
жиынтығы қисықтары үшін анықталған изогональ траекто-
рия ларының теңдеуі болып табылады; олар (4.84) қисықтарын
бірден-бір
j
бұрыш жасап қияды. Егер траекториялар ортогональ
болса, онда
j = p/2 , b = a
±
p/2,
( )
tg
сtg
tg
f x у
1
1
,
β
α
α
= −
= −
= −
жəне ортогональ траекториялар жиынтығының дифференциал-
дық теңдеуі
( )
у
f x у
1
,
′ = −
немесе
( )
f x у
у
1
,
−
=
′
(4.88)
Осыдан туындайтын ереже: (4.84) қисықтар жиынтығы үшін
анықталатын изогональ траекториялары жиынтығының диф фе-
142
ренциалдық теңдеуін табу үшін, осы жиынтықтың (4.86) диф -
ференциалдық теңдеуінде
y
′
-ті
у
k
kу
1
′
± ′
∓
шамасына алмастыру
керек, мұндағы
k
- қисықтар жəне оларды қиятын траекториялар
арасындағы бұрыш тангенсі. Дербес жағдайда, ортогональ траек-
ториялар үшін
y
′
-ті
у
1
−
′
шамасына алмастыру керек.
Достарыңызбен бөлісу: |