解的存在唯一性
解的存在唯一性定理是指方程的解在一定條件下的存在性和唯一性,它是常微分方程理論中最基本的定理,有其重大的理論意義,另一方面由於能求得精確解的微分方程並不多,常微分方程的近似解法具有十分重要的意義,而解的存在唯一性又是近似解的前提,試想,如果解都不存在,花費精力去求其近似解有什麼意義呢?如果解存在但不唯一,但不知道要確定的是哪一個解,又要去近似的求其解,又是沒有意義的。
解的存在唯一性定理一
定理1
如果函式f(x,y)在矩形域R上連續且關於y滿足利普希茨條件,則方程dy/dx=f(x,y);存在唯一的解y=φ(x),定義於區間|x-x0|<=h上,連續且滿足初值條件φ(x0)=y0,這裡h=min(a,b/M) , M=max|f(x,y)|。
命題1
設y=φ(x)是方程的定義於區間x0<=x<=x0+h上,滿足初值條件φ(x0)=y0的解,則y=φ(x)是積分方程y=y0+∫f(x,y)dx,x0<=x<=x0+h的定義於x0<=x<=x0+h上的連續解,反之亦然。
命題2
對於所有的n,皮卡逐步逼近函式φn(x)在 x0<=x<=x0+h上有定義,連續且滿足不等式|φn(x)-y0|<=b。
命題3
函式序列{φn(x)} 在x0<=x<=x0+h上已收斂的。
命題4
φn(x)是積分方程的定義於x0<=x<=x0+h上的連續解
命題5
設ψ(x)是積分方程的定義於 x0<=x<=x0+h的另一個解,則ψ(x)=φ(x)(x0<=x<=x0+h)