Y"-y=x найти общее решение диф.ур-ия,допускающего понижение порядка
Y"-y=x найти общее решение диф.ур-ия,допускающего понижение порядка
Ответ(ы) на вопрос:
Гость
Пусть [latex]y'=z[/latex], тогда [latex]y''=z'[/latex]. Подставляя в исходное уравнение, получим
[latex]z'-z=x[/latex]
То есть, получили линейное неоднородное дифференциальное уравнение.
Применим метод Бернулли
Пусть [latex]z=uv[/latex], тогда [latex]z'=u'v+uv'[/latex]. Подставим
[latex]uv'+u'v-uv=x\\ u(-v+v')+u'v=x[/latex]
Данный метод состоит из двух этапов:
1) Предполагаем, что [latex]u(v'-v)=0[/latex]
[latex]v'-v=0\\ v'=v[/latex]
Это есть уравнение с разделяющимися переменными. Переходя к дифференциалам.
[latex] \dfrac{dv}{dx} =v[/latex]
[latex] \dfrac{dv}{v} =dx[/latex] - уравнение с разделёнными переменными.
Проинтегрируем обе части уравнения
[latex]\displaystyle \int\limits { \frac{dv}{v} } = \int\limits {} \, dx \\ \ln|v|=x\\ v=e^{x}[/latex]
2) Поскольку, как мы предположили, что v' + v = 0, то получим уравнение
[latex]u'v=x[/latex]
Зная v, находим функцию u.
[latex]u'e^x=x\\ u'=xe^{-x}[/latex]
Интегрируя по частям, получаем
[latex]u=-xe^{-x}-e^{-x}+C[/latex]
Найдем решение дифференциального уравнения, выполнив обратную замену.
[latex]z=uv=Ce^x-x-1[/latex]
Снова обратная замена
[latex]y'=Ce^{x}-x-1[/latex]
Интегрируя последнее уравнение, получаем
[latex]y=C_1e^x- \frac{x^2}{2} -x+C_2[/latex] - общее решение.
Ответ: [latex]y=C_1e^x- \frac{x^2}{2} -x+C_2[/latex]
Не нашли ответ?
Похожие вопросы