Умоляю, помогите решить: Дифференциальное уравнение [latex]x*y'- \frac{y}{x+1} =x[/latex]
Умоляю, помогите решить:
Дифференциальное уравнение
[latex]x*y'- \frac{y}{x+1} =x[/latex]
Ответ(ы) на вопрос:
Гость
Разделим обе части уравнения на x
[latex]y'- \dfrac{y}{x(x+1)} =1[/latex]
Классификация: дифференциальное уравнение первого порядка, разрешенной относительно производной, неоднородное.
Пусть [latex]y=uv[/latex], тогда [latex]y'=u'v+uv'[/latex]
[latex]u'v+uv'- \dfrac{uv}{x(x+1)} =1\\ \\ \\ u'v+u\bigg(v'- \dfrac{v}{x(x+1)} \bigg)=1[/latex]
Уравнение Бернулли состоит из двух этапов.
1) Предположим, что второе слагаемое равняется нулю:
[latex]v'- \dfrac{v}{x(x+1)} =0\\ \\ \\ v'= \dfrac{v}{x(x+1)} [/latex]
Это уравнение с разделяющимися переменными. Переходя к дифференциалам:
[latex] \dfrac{dv}{dx} = \dfrac{v}{x(x+1)} [/latex]
Разделим переменные
[latex] \dfrac{dv}{v} = \dfrac{dx}{x(x+1)} [/latex] - уравнение с разделёнными переменными.
Проинтегрируем обе части уравнения:
[latex]\displaystyle \int\limits { \frac{dv}{v} } \, = \int\limits { \frac{1}{x^2+x} } \, dx \\ \\ \ln|v|=\ln\bigg| \frac{x}{x+1}\bigg|\\ \\ \\ v= \frac{x}{x+1} [/latex]
2) Зная v, найдем u(x)
[latex]u'v=1\\ \\ u'\cdot \dfrac{x}{x+1} =1\\ \\ u'= \dfrac{x+1}{x} =1+ \dfrac{1}{x} [/latex]
Проинтегрируем обе части уравнения:
[latex]u= \displaystyle \int\limits {\bigg(1+ \dfrac{1}{x} \bigg)} \, dx =x+\ln|x|+C[/latex]
Чтобы записать общее решение исходного уравнения, необходимо выполнить обратную замену.
[latex]y=uv=\bigg(x+\ln|x|+C\bigg)\cdot \dfrac{x}{x+1} [/latex]
Ответ: [latex]\bigg(x+\ln|x|+C\bigg)\cdot \dfrac{x}{x+1} [/latex]
Не нашли ответ?
Похожие вопросы