schoolМатематика
verifiedРешено AI
Определение типа дифференциального уравнения в частных производных
help_outlineУсловие задачи

lightbulbКраткий ответ
Данное уравнение является параболическим, так как дискриминант, вычисленный по формуле D = a₁₂² - a₁₁a₂₂, равен нулю. Это означает, что уравнение относится к параболическому типу.
Подробное решение
Задание: Определить тип заданного уравнения:
\[ U_{xx} + 2U_{xy} + U_{yy} + U_x + U_y + 3U - xy^2 = 0 \]
Решение:
Для определения типа дифференциального уравнения в частных производных второго порядка вида
\[ a_{11}U_{xx} + 2a_{12}U_{xy} + a_{22}U_{yy} + F(x, y, U, U_x, U_y) = 0 \]
необходимо вычислить дискриминант по формуле:
\[ D = a_{12}^2 - a_{11}a_{22} \]
Выпишем коэффициенты при старших производных из заданного уравнения:
\[ a_{11} = 1 \]
\[ 2a_{12} = 2 \Rightarrow a_{12} = 1 \]
\[ a_{22} = 1 \]
Подставим значения в формулу дискриминанта:
\[ D = 1^2 - 1 \cdot 1 = 1 - 1 = 0 \]
Тип уравнения определяется значением дискриминанта \( D \):
1. Если \( D > 0 \), уравнение гиперболического типа.
2. Если \( D < 0 \), уравнение эллиптического типа.
3. Если \( D = 0 \), уравнение параболического типа.
Так как в нашем случае \( D = 0 \), данное уравнение является уравнением параболического типа.
Ответ: Уравнение параболического типа.