
ВУЗы и колледжи
Помогите решить пожалуйста дифференциальное уравнение методом Лагранжа xy'+y=x^2
Ответ. x*y'+y-x^2=0;


x y' + y = x^2
Отвлечемся от него и развлечения ради рассмотрим уравнение:
x z' + z = 0
Заменяем производную отношением дифференциалов:
x dz/dx + z = 0
Разделяем переменные:
dz/z = - dx/x
Интегрируем слева по z, справа по x:
ln|z| = A - ln|x|
(A - константа интегрирования)
ln|z| = ln(B / |x|)
A заменили на B, т. к. любая функция от произвольной константы - тоже произвольная константа.
|z| = B / |x|
Т. к. произвольная константа B сама может содержать знак, модули можем отбросить:
z = B / x
А теперь вернемся к исходному уравнению. Будем искать его решение в виде:
y = F / x
где F - это теперь функция от x. Подставляем y в таком виде в уравнение:
x (F/x)' + (F/x) = x^2
Раскрываем производную:
x (F' / x - F / x^2) + F / x = x^2
Раскрываем скобки, сокращаем, что сокращается:
F' = x^2
Или:
dF/dx = x^2
Разделяем переменные:
dF = x^2 dx
Интегрируем:
F = (1/3) x^3 + C
Подставляем это в выражение для y:
y(x) = [(1/3) x^3 + C] / x
Или (так красивше):
y(x) = (1/3) x^2 + C / x
Отвлечемся от него и развлечения ради рассмотрим уравнение:
x z' + z = 0
Заменяем производную отношением дифференциалов:
x dz/dx + z = 0
Разделяем переменные:
dz/z = - dx/x
Интегрируем слева по z, справа по x:
ln|z| = A - ln|x|
(A - константа интегрирования)
ln|z| = ln(B / |x|)
A заменили на B, т. к. любая функция от произвольной константы - тоже произвольная константа.
|z| = B / |x|
Т. к. произвольная константа B сама может содержать знак, модули можем отбросить:
z = B / x
А теперь вернемся к исходному уравнению. Будем искать его решение в виде:
y = F / x
где F - это теперь функция от x. Подставляем y в таком виде в уравнение:
x (F/x)' + (F/x) = x^2
Раскрываем производную:
x (F' / x - F / x^2) + F / x = x^2
Раскрываем скобки, сокращаем, что сокращается:
F' = x^2
Или:
dF/dx = x^2
Разделяем переменные:
dF = x^2 dx
Интегрируем:
F = (1/3) x^3 + C
Подставляем это в выражение для y:
y(x) = [(1/3) x^3 + C] / x
Или (так красивше):
y(x) = (1/3) x^2 + C / x
Похожие вопросы
- Решите, пожалуйста, дифференциальное уравнения второго порядка. y^"=4*cos*2*x, x0=pi/4, y(0)=1, y'(0)=3
- Дифференциальные уравнения. Подскажите как решается xy'' - y' = (x^2)*e^x
- Решите пожалуйста дифференциальное уравнение y'x = y + (x2 + y2 ) ^½; при условии что y(x=1)=0
- Помогите с решением дифференциальных уравнений методом Бернулли
- помогите найти частное решение дифференциального уравнения xy'+y=x+1 при y=3, x=2
- Помогите решить диф.уравнения! xy'+2y=x^2 y"-4y'+5y=0 y"+y'-2y=0
- Решить заданное дифференциальное уравнение аналитическим методом y'=3xy+y^2. y(0)=0,4
- Дифференциальные уравнения. Подскажите как решается y"-6y'+9y=x^2-x+3 y(0)=4/3 y'(0)=1/27
- Исследовать функцию методами дифференциального исчисления и построить ее графики: Y = x ^ 2 - 12/x - 4
- помогите найти уравнение плоскости, проходящей через прямую (x-2)/(-1)=(y+3)/2=(z+1)/3 и точку (-1,2,-2)