Помогите решить дифф. уравнение. Решить нужно только первое задание. Желательно...

0 голосов
35 просмотров

Помогите решить дифф. уравнение. Решить нужно только первое задание. Желательно развернутое решение.


image

Алгебра (20 баллов) | 35 просмотров
Дан 1 ответ
0 голосов
Правильный ответ

Уравнения такого вида называются уравнениями Бернулли. 
Решение будем искать в виде y=uv, где u и v - функции от x.
Сначала найдем какое нибудь частное решение уравнение u'+u=0 Переменные легко разделяются:
\frac{du}{u} =-dx \\ 
ln|u|=-x+C_1 \\ 
u=e^{-x+C_1}=e^{C_1}e^{-x}=Ce^{-x} \\ 
 
Это общее решение, положим С=1 получим частное решение u=e^{-x}
Теперь найдем v. Подставим в исходное уравнение y=uv=ve^{-x} и посмотрим что выйдет:
(ve^{-x})'+ve^{-x}=x \sqrt{ve^{-x}} \\ 
v'e^{-x}-ve^{-x}+ve^{-x}=x \sqrt{ve^{-x}} \\ 
v'e^{-x}=x \sqrt{ve^{-x}} \\ 
 \frac{v'}{ \sqrt{v}} = \frac{x\sqrt{e^{-x}}}{e^{-x}} \\ 
 \int\limits \frac{dv}{ \sqrt{v} } = \int\limits x e^{ \frac{x}{2}} dx \\ 
 2\sqrt{v} = 2e^{ \frac{x}{2} }(x-2) +C_1\\ 
v=(e^{ \frac{x}{2} }(x-2) +C)^2
Тогда y=e^{-x}(e^{ \frac{x}{2} }(x-2) +C)^2
Подставив вместо y и x нули, находим C=2 и частное решение, удовлетворяющее условию y(0)=0:
y=e^{-x}(e^{ \frac{x}{2} }(x-2) +2)^2

(3.9k баллов)
0

Сюда же пишем решение y=0, которое тоже удовлетворяет начальным условиям.