Loading Web-Font TeX/Math/Italic
Зарегистрироваться
Seekland Info сообщество взаимопомощи студентов и школьников. / Seekland Info спільнота взаємодопомоги студентів і школярів.

Дифференциальные уравнения y-xy'=y\ln\frac{x}{y}


0 Голосов
Никитенко Иго
Posted Май 20, 2014 by Никитенко Игорь Сергеевич
Категория: Дифференциальные уравнения
Всего просмотров: 1349

Знайти загальний розв’язок (загальний інтеграл) диференціального рівняння або його частинний розв’язок в задачі Коші. y-xy'=y\ln\frac{x}{y}

Теги: линейное однородное дифференциальное уравнение, уравнение с разделяющимися переменными

Лучший ответ


0 Голосов
Вячеслав Морг
Posted Май 20, 2014 by Вячеслав Моргун

Решение: рассмотрим дифференциальное уравнение y-xy'=y\ln\frac{x}{y} , преобразуем его y-xy'=y\ln\frac{x}{y} = y-x\frac{dy}{dx}=y\ln\frac{x}{y} =>

(y-y\ln\frac{x}{y})dx-xdy=0
получили однородное уравнение первой степени вида M(x,y)dx + N(x,y)dx = 0, где M(x,y),N(x,y) - однородные функции одной степени. Для решения этого вида уравнений применяется замена y = u(x)x => y' = u'(x)x + u(x).
Решаем уравнение y-xy'=y\ln\frac{x}{y} =>
применяем замену ux-x(u'x + u)=ux\ln\frac{x}{ux} =>
ux-x^2u' - ux=ux\ln\frac{1}{u} => -x^2u' =-ux\ln u
xu' =u\ln u =>
получили однородное дифференциальное уравнение первой степени, решим его \frac{du}{u\ln u} =\frac{dx}{x} =>
интегрируем обе части уравнения \int \frac{du}{u\ln u} = \int \frac{dx}{x}=> \ln(\ln(u)) = \ln x + \ln C =>
пропотенцируем обе части уравнения \ln(u) = xC => u = e^{xc}
возвращаемся к нашей замене y = ux => y = xe^{xc}

Ответ: y = xe^{xc}, кроме того решением является x = 0, которое было потеряно при делении на x