Тема . Дифференциальные уравнения

.04 Уравнения в полных дифференциалах

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела дифференциальные уравнения
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#60948

Решить уравнение, подобрав интегрирующий множитель

(xy + y4)dx + (x2 − xy3)dy = 0
Показать ответ и решение

Поскольку       4                2  3
∂(xy∂+yy-)= x + 4y3 ⁄= ∂(x−∂xxy-) = 2x−  y3   , то нужно подобрать интегрирующий множитель, чтобы наше уравнение стало уравнением в полных дифференциалах.

Давайте сгруппируем слагаемые так, чтобы выделить то, что является полным дифференциалом:

(xy + y4)dx+  (x2 − xy3)dy = x(ydx + xdy) + y3(ydx − xdy )

И мы видим здесь d (xy )  , а также практически   x
d(y)  , только вот не хватает знаменателя  2
y   . Но можно на него разделить и домножить, и тогда будем иметь:

             x
xd (xy)+ y5d(--) = 0
             y

В качестве интегрирующего множителя теперь можно взять m (x,y) = 1x  . То есть мы с вами собираемся разделить уравнение на x  :

         5
d(xy)+  y-d(x) = 0
        x   y

Теперь давайте для простоты сделаем замену, заменив на новые функции то, что стоит под дифференциалами: xy = u, xy = v  . Тогда  5
yx-=  uv23   . И будем иметь уравнение

     u2
du + -3-dv = 0
     v

И у нас с вами получилось уравнение с разделяющимися переменными:

                           ∫         ∫
       u2-      du-   dv-      du-     dv-
du = − v3dv,  − u2 =  v3,     − u2 =   v3

1-= − -1--+ C
u     2v2

И, возвращаясь к старым переменным, получим

1--    y2--
xy = − 2x2 + C,C =  const

Кроме того, поскольку мы ещё делили на x  , то потеряли решение x ≡ 0  . Окончательно получим: Ответ:

⌊
  1--    -y2-
| xy = − 2x2 + C,  C  = const;
⌈
             x ≡ 0
Ответ:

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!