Найти общее решение (интеграл) дифференциального уравнения


Найти общее решение (интеграл) дифференциального уравнения

мик150 мик150    1   15.11.2020 19:08    4

Ответы
Элина1111111111112 Элина1111111111112  15.12.2020 19:09

1) xy''-y'=e^xx^2

Поскольку x = 0 не является решением данного дифференциального уравнения, то поделим обе части уравнения на x^2, получаем

\dfrac{xy''-y'}{x^2}=e^x

В левой части уравнения это ни что иное как формула производной частного, то есть :

\left(\dfrac{y'}{x}\right)'=e^x

\dfrac{y'}{x}=\displaystyle \int e^xdx=e^x+C_1\\ \\ y'=xe^x+C_1x\\ \\ y=\int \Big(xe^x+C_1x)dx=\int xe^xdx+\int C_1xdx~\boxed{=}

Подсчитаем отдельный интеграл I_1 по частям.

I_1=\displaystyle \int xe^xdx=\left|\left|\begin{array}{ccc}u=x;~~~ du=dx\\ \\ dv=e^xdx;~~ v=e^x\end{array}\right|\right|=uv-\int vdu=xe^x-\int e^xdx=\\ \\ \\ =xe^x-e^x+C_2

\boxed{=}~ xe^x-e^x+C_2+\dfrac{C_1x^2}{2}=e^x(x-1)+\dfrac{C_1x^2}{2}+C_2

2) y''-3y'=0

Это линейное однородное дифференциальное с постоянными коэффициентами. Замена y=e^{kx}, перейдём к характеристическому уравнению: k^2-3k=0, k(k-3)=0 корни которого k_1=0 и k_2=3. Тогда общее решение диф. уравнения: y=C_1+C_2e^{3x} и его первая производная y'=3C_2e^{3x}.

Осталось найти константы C₁ и C₂ , подставляя начальные условия.

\displaystyle \left \{ {{1=C_1+C_2} \atop {6=3C_2}} \right. ;~~\left \{ {{C_1=-1} \atop {C_2=2}} \right.

y=-1+2e^{3x} — частное решение.

ПОКАЗАТЬ ОТВЕТЫ
Другие вопросы по теме Математика