ВУЗы и колледжи

Найти общее решение дифференциального уравнения (x^2-y^2)y'=2xy

Найти общее решение дифференциального уравнения (x^2-y^2)y'=2xy
Однородное уравнение, можно решить подстановкой
 u = y / x
y = u x
dy = u dx + x du

(x² - y²)dy/dx = x²(1 - u²)(u + x du/dx)
2xy = 2x²u
Приравниваем:
 (1 - u²)(u + x du/dx) = 2u
u + x du/dx = 2u / (1 - u²)
x du/dx = 2u / (1 - u²) - u = u(1 + u²) / (1 - u²)
dx/x = du (1 - u²) / (u(1 + u²))

ln x + ln C = ln (u / (u² + 1))
Cx = u / (u² + 1)
Обратная замена:
 u = y / x
Cx = yx / (x² + y²)
C(x³ + xy²) = yx
y = 0 входит в решение только при C = 0 (т.к. на него выше делили)


-----------------------
Дополнение по вопросу, а почему интеграл
 du (1 - u²) / (u(1 + u²)) 
равен
 ln (u / (u² + 1)) 

Разделим на два слагаемых:
 du / (u(1 + u²))
-udu / (1 + u²)
Интеграл первого равен
 ln u - ln(1 + u²)/2 + ln C₁
(подстановка v = u² + 1)
Интеграл второго равен
 -ln(1 + u²)/2 + ln C₂
(подстановка u du = d(u²)/2)
Складываем, получаем результат.
Дима Дмитриев
Дима Дмитриев
87 571
Лучший ответ
Юленька Южакова Можно подробнее: du (1 - u²) / (u(1 + u²)) -> ln (u / (u² + 1)) ?