2(xy+y)dx=xdy найти общее решение с разделяющими переменными

Лебедев Дмитрий Сергеевич

Учитель математики

Проверено учителем

Общим решением данного дифференциального уравнения является функция y=Cx2e2xbold y equals bold cap C bold x squared bold e raised to the 2 bold x power. Шаг 1: Разделение переменных Для решения уравнения методом разделения переменных преобразуем левую часть, вынеся общий множитель yy за скобки: 2y(x+1)dx=xdy2 y open paren x plus 1 close paren d x equals x d y Теперь разделим переменные, перенеся все выражения с yy к дифференциалу dyd y, а выражения с xx к dxd x. Разделим обе части на xyx y (при условии x0x is not equal to 0 и y0y is not equal to 0): 2(x+1)xdx=dyythe fraction with numerator 2 open paren x plus 1 close paren and denominator x end-fraction d x equals d y over y end-fraction Разделим почленно числитель в левой части: 2(1+1x)dx=dyy2 open paren 1 plus 1 over x end-fraction close paren d x equals d y over y end-fraction Шаг 2: Интегрирование Проинтегрируем обе части полученного уравнения: 2(1+1x)dx=dyyintegral of 2 open paren 1 plus 1 over x end-fraction close paren d x equals integral of d y over y end-fraction Вычислим интегралы, используя табличные значения: 2(x+ln|x|)+C0=ln|y|2 open paren x plus l n the absolute value of x end-absolute-value close paren plus cap C sub 0 equals l n the absolute value of y end-absolute-value 2x+2ln|x|+C0=ln|y|2 x plus 2 l n the absolute value of x end-absolute-value plus cap C sub 0 equals l n the absolute value of y end-absolute-value Шаг 3: Нахождение общего решения Используя свойства логарифмов ( alnb=lnbaa l n b equals l n b to the a-th power), преобразуем уравнение для выделения yy: 2x+ln(x2)+C0=ln|y|2 x plus l n open paren x squared close paren plus cap C sub 0 equals l n the absolute value of y end-absolute-value Пропотенцируем обе части (возведем ee в степень каждой из частей): e2x+ln(x2)+C0=|y|e raised to the exponent 2 x plus l n open paren x squared close paren plus cap C sub 0 end-exponent equals the absolute value of y end-absolute-value e2xx2eC0=|y|e raised to the 2 x power center dot x squared center dot e raised to the cap C sub 0 power equals the absolute value of y end-absolute-value Заменим константу ±eC0plus or minus e raised to the cap C sub 0 power на произвольную постоянную Ccap C. Также заметим, что y=0y equals 0 является решением, которое входит в семейство решений при C=0cap C equals 0. Ответ: Общее решение уравнения: y=Cx2e2xbold y equals bold cap C bold x squared bold e raised to the 2 bold x power, где Ccap C — произвольная постоянная. Требуется ли вам проверить решение подстановкой или найти частное решение для конкретной точки?

Форма ответа

Ваш аватар