Найти частное решение дифференциального уравнения первого порядка xy'-3y=(x^4)(e^x), если...

0 голосов
73 просмотров

Найти частное решение дифференциального уравнения первого порядка xy'-3y=(x^4)(e^x), если у=е, х=0


Алгебра (90 баллов) | 73 просмотров
Дан 1 ответ
0 голосов
Правильный ответ

Применим метод Лагранжа. Т.е. найдем общее решение соответствующего однородного уравнения

                                            xy'-3y=0                 (*)

Уравнение (*) является дифференциальным уравнением с разделяющими переменными.

            \dfrac{dy}{y} =3 \dfrac{dx}{x} ;~~~~~~~~\displaystyle~~~~~~\int \dfrac{dy}{y} =3 \int\dfrac{dx}{x} ;~~~~~~~\Rightarrow~~~~~~ y=Cx^3

Примем константу за функцию, т.е. y=C(x)\cdot x^3. Тогда, дифференцируя по правилу произведения.
         y'=C'(x)\cdot x^3+3x^2C(x)

Подставим теперь все это в исходное уравнение

                     x\cdot(C'(x)\cdot x^3+3x^2C(x))-3C(x)\cdot x^3=x^4e^x\\ \\ x^4C'(x)+3x^3C(x)-3x^3C(x)=x^4e^x\\ \\ ~~~~~~~C'(x)=e^x;~~~~~\Rightarrow~~~~ ~~ C(x)=e^x+C

Получаем общее решение данного ДУ :  \boxed{y=(e^x+C)x^3}

                    e=(e^0+C)\cdot0^3;~~~~~~~\Rightarrow~~~~~~~ e\ne0

В поиске частного решения произошла ошибка в условии. Если нет никакой ошибки, что ж уж поделать!

(51.5k баллов)