y''=y'+x найти общее решение диф.ур-ия,допускающего понижение порядка

0 голосов
76 просмотров

y''=y'+x найти общее решение диф.ур-ия,допускающего понижение порядка


Математика (14 баллов) | 76 просмотров
Дан 1 ответ
0 голосов

Сделаем замену y'=z(x), получим уравнение z'=z+x.

 

Выполним еще одну замену: z(x)=u(x)*v(x), вычислим

\frac{dz}{dx}=\frac{d}{dx}(u(x)+v(x))=(\frac{du}{dx}*v)+\frac{dv}{dx}*u

 

(du/dx)*v+u(dv/dx-v)=x (1) - таким стало уравнение после соответствующих подстановок.

 

 Теперь выбираем функцию v(x), так чтобы v'-v=0, чтобы обнулить слагаемое 

u(dv/dx-v) в уравнении (1). Решив это уравнение, оно элементарное с разделяющимися переменными, получим v=e^x  Подставляем вычисленное v(x) в уравнение (1) и получаем: 

\frac{du}{dx}*e^x=x , решаем его методом разделения переменных и получаем du=x*e^{-x}dx

u(x)=-xe^{-x}-e^{-x} +C, где C-константа.

 

Возвращаемся к выражению z(x)=u(x)v(x)=e^x*( -xe^{-x}-e^{-x} +C )=-x-1+C*e^x.

Т.е.

y'(x)=-x-1+C* e^x

 

Решаем это уравнение  получаем dy=( -x-1+C* e^x )dx 

Получаем y(x)=Ce^x-\frac{x2}{2}-x +C1, где С и С1 это константы которые находятся из начальных условий.

 

Ответ:  y(x)=Ce^x-\frac{x2}{2}-x +C1, где С и С1- const 

(998 баллов)