Помогите пожалуйста решить xy'-5y=x^3

0 голосов
18 просмотров

Помогите пожалуйста решить
xy'-5y=x^3


Математика (15 баллов) | 18 просмотров
Дан 1 ответ
0 голосов
Правильный ответ

Перепишем уравнение в следующем виде: y'- \frac{5y}{x} =x^2
Данное дифференциальное уравнение является линейным, неоднородным.
  1) Найдем для начала общее решение соответствующего однородного уравнения:
         y'-5 \frac{y}{x} =0
Это уравнение ни что иное как уравнение с разделяющимися переменными
\frac{dy}{dx}= \frac{5y}{x}    ⇒    \frac{dy}{y} = \frac{5dx}{x}
Интегрируя обе части уравнения, получим общее решение
     y=Cx^5

2)Примем константу за функцию, т.е. C=C(x), тогда имеем
   y=x^5+C(x) и дифференцируя по х, имеем y'=C(x)5x^4+C'(x)x^5
Подставим в исходное уравнение
5x^4C(x)+C'(x)x^5-5 \frac{C(x)x^5}{x} =x^2\\ \\ 5x^4C(x)+C'(x)x^5-5C(x)x^4=x^2\\ \\ C'(x)x^5=x^2\\ \\ C'(x)= \frac{1}{x^3} \\ \\ C(x)=- \frac{1}{2x^2}+C_1

Общее решение: y=Cx^5=(- \frac{1}{2x^2}+C_1 )x^5=C_1x^5-0.5x^3

0

Решено методом Лагранжа