ВУЗы и колледжи

Кто понимает математику, помогите пожалуйста! Найти общее решение дифференциального уравнения и частное решение

Найти общее решение дифференциального уравнения и частное решение, удовлетворяющее условию y=y0 при x=x0.
DJ
Dima Jaguar
91
1)
y' + 2 y / x = - x^2
Умножим на x^2:
x^2 y' + 2 x y = - x^4
Слева замечаем производнную произведения:
(x^2 y)' = - x^4
Интгрируем обе части равенства:
x^2 y = C - x^5 / 5
Делим на x^2, получаем общее решение:
y = C x^(-2) - (1/5) x^3
Подставляем x = 3, y = 1:
1 = (C / 9) - (27 / 5)
Выражаем C:
C = 288 / 5
Получаем решение задачи:
y = [288 - x^5] / [5 x^2]
2)
y' + y = exp(- x) / (1 + x^2)
Ищем решение в виде:
y = z exp(- x)
Подставляеем в уравнение, получаем уравнение для z:
[z exp(- x)]' + z exp(- x) = exp(- x) / (1 + x^2)
Раскрываем производную:
[z' exp(- x) - z exp(-x)] + z exp(- x) = exp(- x) / (1 + x^2)
Сокращаем подобные:
z' exp(- x) = exp(- x) / (1 + x^2)
Сокращаем экспоненты (они не 0):
z' = 1 / (1 + x^2)
Разделяем переменные:
dz = dx / (1 + x^2)
Интегрируем:
z = C + arctg(x)
Получаем общее решение:
y = [C + arctg(x)] exp(- x)
Подставляем x = 0, y = 2:
2 = C
Получаем значение для C и решение задачи:
y = [2 + arctg(x)] exp(- x)
Глеб Шерстюк
Глеб Шерстюк
69 938
Лучший ответ