• Предмет: Математика
  • Автор: vLaDoSik1414
  • Вопрос задан 2 года назад

Знайти частинний розв’язок диференціального рівняння.

Приложения:

Ответы

Ответ дал: Miroslava227
1

Ответ:

1

y' +  \frac{3y}{ x}  =  \frac{2}{ {x}^{3} }  \\  \\ y = uv \\ y' = u'v + v'u \\  \\ u'v + v'u +  \frac{3uv}{x}  =  \frac{2}{ {x}^{3} }  \\ u'v + u( v'+  \frac{3v}{x} ) =  \frac{2}{ {x}^{3} }  \\  \\ 1)v' +  \frac{3v}{x}  =0  \\  \frac{dv}{dx}  =  -  \frac{3v}{x}  \\ \int\limits \frac{dv}{v}  =  - 3 \int\limits \frac{dx}{x}  \\ ln |v|  =  - 3ln |x|  \\ v =  \frac{1}{ {x}^{3} }  \\  \\ 2)u'v =  \frac{2}{ {x}^{3} }  \\  \frac{du}{dx}   \times  \frac{1}{ {x}^{3} }  =  \frac{2}{ {x}^{3} }  \\ u =  \int\limits2dx  = 2x + C \\  \\ y =  \frac{1}{ {x}^{3} } (2x + C) =  \frac{2}{ {x}^{2} }  +  \frac{C}{ {x}^{3} }

общее решение

y(1) = 1 \\

1 = 2 + C\\ C =  - 1

y =  \frac{2}{ {x}^{2} }  -  \frac{1}{ {x}^{3} }  \\

частное решение

2.

y '- y \cos(x) =   \sin(2x)  \\  \\ y = uv \\ y' = u'v + v'u \\  \\ u'v + v'u - uv \cos(x)  =  \sin(2x)  \\ u'v + u(v '- v \cos(x))   = \sin(2x)  \\  \\ 1) \frac{dv}{dx}  = v \cos(x)  \\  \int\limits \frac{dv}{v} = \int\limits   \cos(x) dx \\  ln(v)  =  \sin(x)  \\ v =  {e}^{ \sin(x) }  \\  \\ 2)u'v =  \sin(2x)  \\  \frac{du}{dx}  \times  {e}^{ \sin(x) } = 2  \sin(x)  \cos(x)  \\ u = 2 \int\limits {e}^{  - \sin(x) }  \sin(x)  \cos(x) dx \\  \\ \text{По частям:} \\ U =  \sin(x)  \:  \:  \: dU=  \cos(x) dx \\ dV =  {e}^{ -  \sin(x) }  \cos(x) dx \:  \:  \: \\  V=  -  \int\limits {e}^{ -  \sin(x) } d( -  \sin(x))  =  -  {e}^{ -  \sin(x) }  \\  \\ UV-  \int\limits \: VdU =  \\  =  -  \sin( x) e {}^{ \sin(x) }  +  \int\limits  {e}^{ -  \sin(x) } \cos(x) dx =  \\  =  -  {e}^{ \sin(x) }  \sin(x)  -  {e}^{  - \sin(x) }  + C =  \\  =  {e}^{ -  \sin( x) } ( -  \sin(x)  - 1) + C \\  \\ y =  {e}^{ \sin(x) }  \times ( {e}^{  - \sin(x) }( -   \sin(x)  - 1) + C) \\ y =  -  \sin(x)  - 1 + C {e}^{ \sin(x) }

общее решение

y(0) =  - 1

 - 1 = 0 - 1 + C\\ C= 0

y =  - 1 -  \sin(x)

частное решение

3.

3(xy'+ y) = x {y}^{2} \\ xy'+ y =  \frac{x {y}^{2} }{3}   |  \div x \\ y'+  \frac{y}{x}  =  \frac{ {y}^{2} }{3}  \\  | \div  {y}^{2}  \\  \frac{y'}{ {y}^{2} }  +  \frac{1}{xy}   =  \frac{1}{3}  \\  \\  \frac{1}{y}  = z \\ z '=  -  {y}^{ - 2}  \times y' \\  \frac{y'}{ {y}^{2} }  =  - z '\\  \\  - z' +  \frac{z}{x}  =  \frac{1}{3}  \\ z '-  \frac{z}{x}  =  -  \frac{1}{3}  \\  \\ z = uv \\ z '= u'v + v'u \\ u'v + v'u -  \frac{uv}{x}  =  -  \frac{1}{3}  \\ u'v + u(v' -  \frac{v}{x} ) =  -  \frac{1}{3}  \\  \\ 1) \frac{dv}{dx}  =  \frac{v}{x}  \\  \int\limits \frac{dv}{v}  =  \int\limits \frac{dx}{x}  \\  ln(v)   = ln(x)  \\ v = x \\  \\ 2) \frac{du}{dx}  \times x =  -  \frac{1}{3}  \\ u =  -  \frac{1}{3}   \int\limits \frac{dx}{x}  =  -  \frac{1}{3} ln |x|  + C\\  \\ y = x \times ( -  \frac{1}{3 ln( |x| ) }  + C) \\ y = Cx -  \frac{x}{3} ln |x|

общее решение

y(1) = 3

3 = C-  \frac{1}{3}   \times ln(1)  \\ C= 3

y = 3x -  \frac{x}{3}  ln(x)  \\

частное решение

Вас заинтересует