Консультация № 202335
16.03.2022, 07:25
0.00 руб.
1 3 1
Здравствуйте! У меня возникли сложности с таким вопросом:

Найти общее решение дифференциального уравнения.

Прикрепленные файлы:

Обсуждение

давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
16.03.2022, 10:30
общий
Адресаты:
Проверим, не является ли данное уравнение однородным? В исходное уравнение вместо "x" подставляем [$955$]·x , вместо "y" подставляем [$955$]·y, производную не трогаем. Получаем
[$955$]·x·y' - [$955$]·y = [$8730$][([$955$]·x)2 + ([$955$]·y)2][$8195$] [$8658$] [$8195$] [$955$]·(x·y' - y) = [$955$]·[$8730$](x2 + y2)
Сокращаем обе части уравнения на [$955$] и получаем исходное уравнение. Значит, данное уравнени является однородным, и можно решить его с помощью стандартной замены "y" на t·x . Подробности хорошо описаны в учебной статье "Однородные диф-уравнения первого порядка" Ссылка
Дальше сами справитесь?
давно
Посетитель
405604
23
16.03.2022, 18:16
общий
Адресаты:
Здравствуйте, вроде бы получилось, но хотелось бы увидеть Ваше решение, если у Вас будет время конечно.
давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
17.03.2022, 11:31
общий
это ответ
Условие : Найти общее решение ДУ (Дифференциального уравнения) x·y' - y = [$8730$](x2 + y2)
В ниже-мини-форуме Вашей Консультации доказано, что что заданное ДУ является однородным. Решаем это ДУ по алгоритму, хорошо-описанному в учебной статье "Однородные диф-уравнения первого порядка" Ссылка1.

Заменяем функцию y(x) произведением некоторой функции t(x) и x : y(x) = t(x)·x

Вычисляем производную y' , используем правило дифференцирования произведения:
y' = (t·x)' = t'·x + t·x' = t'·x + t

Подставляем y = t·x и y' = t'·x + t в исходное уравнение :
x·(t'·x + t) - t·x = [$8730$](x2 + t2·x2)

Раскрываем скобки и проводим максимальные упрощения :
x2·t' + t·x - t·x = x·[$8730$](1 + t2)[$8195$] [$8658$] [$8195$] x2·t' = x·[$8730$](1 + t2)[$8195$] [$8658$] [$8195$] x·(dt / dx) = [$8730$](1 + t2)

Разделяем переменные: в левой части собраем т-ко t , а в правой части - т-ко "иксы" :
dt / [$8730$](1 + t2) = dx / x
Интегрируем : [$8747$][dt / [$8730$](1 + t2)] = [$8747$](dx / x)[$8195$] [$8658$] [$8195$] ln|t + [$8730$](t2 + 1)| = ln|x| + C1 , тут C1 - некая константа интегрирования.
Экспоненцируем : t + [$8730$](t2 + 1)| = x·eC1
Заменяем фиктивную константу C1 на более удобную фикцию C = eC1 .
Делаем обратную замена t = y/x :
y/x + [$8730$](y2 / x2 + 1) = C·x . Умножаем обе части уравнения на x .
Ответ : общее решение диф-уравнения : [$8730$](y2 + x2) + y = C·x2

Для проверки я ввёл Ваше исходное уравнение в поле страницы "Калькулятор Обыкновенных Дифференциальных Уравнений и Систем" mathdf.com/dif/ru/ Ссылка2 и получил такой же результат. =Удачи!
5
Спасибо большое, сошлось с моим ответом!
Форма ответа