Помогите пожалуйста решить ДУ xy'+3y=x^(-3)

0 голосов
30 просмотров

Помогите пожалуйста решить ДУ xy'+3y=x^(-3)


Математика (624 баллов) | 30 просмотров
0

делишь обе части на х. Потом решаешь однородное уравнение (вместо правой части =0). Потом делаешь "вариацию постоянной": вместо С пишешь С(х) и такое решение подставляешь в исходное уравнение

Дан 1 ответ
0 голосов
Правильный ответ
xy'+3y=x^{-3}|:x\\\\y'+3y \frac{1}{x} =\frac{1}{x^4}\\\\y'+3y \frac{1}{x} -\frac{1}{x^4}=0
Выполним замену. Пусть y=u*v. Тогда y'=u'v+uv'. Подставим это в исходное уравнение. 
u'v+uv'+ \frac{3uv}{x} -\frac{1}{x^4}=0\\v(u'+ \frac{3u}{x})+uv'-\frac{1}{x^4}=0
Либо u'+ \frac{3u}{x}=0 , либо uv'-\frac{1}{x^4}=0. Составим систему и решим ее. 
\left \{ {u'+ \frac{3u}{x}=0} \atop {uv'-\frac{1}{x^4}=0}} \right. \\ u'+ \frac{3u}{x}=0\\u'=- \frac{3u}{x}\\\\ \frac{du}{dx} =- \frac{3u}{x}\\\\\frac{du}{u} =- \frac{3dx}{x}\\\\lnu=-3lnx\\u= \frac{1}{x^3}\\\frac{1}{x^3}v'-\frac{1}{x^4}=0|*x^3\\\\v'- \frac{1}{x}=0\\\\ \frac{dv}{dx} = \frac{1}{x}\\\\dv=\frac{dx}{x}\\\\v=lnx+C\\y=u*v=\frac{1}{x^3} (lnx+C)
Ответ: y=\frac{1}{x^3} (lnx+C)
(15.6k баллов)