Найти частное решение дифференциального уравнения, удовлетворяющего начальному условию у(4) =1: y'=-(y/x)

Лебедев Дмитрий Сергеевич

Учитель математики

Проверено учителем

Частное решение дифференциального уравнения при заданном начальном условии имеет вид y=4xbold y equals the fraction with numerator 4 and denominator bold x end-fraction . Шаг 1: Разделение переменных Данное уравнение является уравнением с разделяющимися переменными. Запишем производную в виде отношения дифференциалов y=dydxy prime equals d y over d x end-fraction и перенесем все слагаемые с yy в левую часть, а с xx — в правую: dydx=yxd y over d x end-fraction equals negative y over x end-fraction Разделим обе части на yy (полагая y0y is not equal to 0) и умножим на dxd x: dyy=dxxd y over y end-fraction equals negative d x over x end-fraction Шаг 2: Интегрирование и нахождение общего решения Проинтегрируем обе части полученного равенства: dyy=dxxintegral of d y over y end-fraction equals negative integral of d x over x end-fraction Результатом интегрирования будут натуральные логарифмы. Для удобства представим произвольную константу в виде ln|C|l n the absolute value of cap C end-absolute-value: ln|y|=ln|x|+ln|C|l n the absolute value of y end-absolute-value equals negative l n the absolute value of x end-absolute-value plus l n the absolute value of cap C end-absolute-valueИспользуя свойства логарифмов ln|x|-1=ln|1x|l n the absolute value of x end-absolute-value to the negative 1 power equals l n the absolute value of 1 over x end-fraction end-absolute-value и сумму логарифмов, получаем: ln|y|=ln|Cx|l n the absolute value of y end-absolute-value equals l n the absolute value of the fraction with numerator cap C and denominator x end-fraction end-absolute-value Общее решение уравнения: y=Cxy equals the fraction with numerator cap C and denominator x end-fraction Шаг 3: Нахождение константы через начальное условие Для нахождения частного решения подставим заданное начальное условие y(4)=1y open paren 4 close paren equals 1 в общее решение. Это означает, что при x=4x equals 4 значение yy должно быть равно 11: 1=C41 equals the fraction with numerator cap C and denominator 4 end-fraction Отсюда находим значение константы: C=4cap C equals 4Подставим найденное значение Ccap C в формулу общего решения. Ответ: y=4xy equals 4 over x end-fraction Сообщите, требуется ли вам проверка данного решения путем подстановки в исходное уравнение или графическая интерпретация функции?

Форма ответа

Ваш аватар