Решить коши для дифференциального уравнения, допускающего понижения порядка.

whitepanda1 whitepanda1    2   20.12.2019 06:52    0

Ответы
fil3853tima fil3853tima  10.10.2020 21:59

yy''+(y')^2=0

Замена:

y'=p\\y''=\dfrac{dy'}{dx}=\dfrac{dy}{dx}\dfrac{dy'}{dy}=y'\dfrac{dy'}{dy}=p\dfrac{dp}{dy}

Получаем уравнение:

y\cdot p\dfrac{dp}{dy}+p^2=0\\\dfrac{pdp}{p^2}=-\dfrac{dy}{y}\\\dfrac{dp}{p}=-\dfrac{dy}{y}\\\\\ln p=-\ln y+\ln C\\\ln p=\ln \dfrac{C}{y} \\p=\dfrac{C}{y}

Обратная замена:

y'=\dfrac{C}{y}\\\dfrac{dy}{dx} =\dfrac{C}{y}\\ydy=Cdx\\\frac{y^2}{2} =Cx+C_0\\y^2=2Cx+2C_0\\y=\pm\sqrt{2Cx+2C_0}

Для удобства, переобозначив C_1=2C и C_2=2C_0, получим:

y=\pm\sqrt{C_1x+C_2}

Рассмотрим первое условие задачи Коши:

y(0)=1

Заметим, что случай с функцией y=-\sqrt{C_1x+C_2} не удовлетворяет условию задачи, так как значения, даваемые этой функцией неположительные, а по условию задачи y(0)=1.

Для другой функции имеем:

\sqrt{C_1\cdot0+C_2}=1\\\sqrt{C_2}=1\\\Rightarrow C_2=1

Рассмотрим второе условие задачи Коши:

y'(0)=1

Предварительно найдем производную функции:

y=\sqrt{C_1x+C_2}\\y'=\dfrac{1}{2\sqrt{C_1x+C_2}} \cdot(C_1x+C_2)'=\dfrac{C_1}{2\sqrt{C_1x+C_2}}

Подставляем известные значения:

\dfrac{C_1}{2\sqrt{C_1\cdot0+1}}=1\\\dfrac{C_1}{2\sqrt{1}}=1\\\dfrac{C_1}{2}=1\\\Rightarrow C_1=2

Таким образом частное решение имеет вид y=\sqrt{2x+1}

ПОКАЗАТЬ ОТВЕТЫ
Другие вопросы по теме Алгебра