Помогите решить. Дифференциальное уравнение первого порядка. Отыскать приватное решение уравнения.

Помогите решить. Дифференциальное уравнение первого порядка. Отыскать приватное решение уравнения. Х*У'=X*(E^y/x)+У, если у(1)=0

Задать свой вопрос
1 ответ
x\cdot y'=x \cdot e^\big \fracyx +y
Убедимся, что данное дифференциальное уравнение является однородным. 

То есть, воспользуемся условием однородности
\lambda x\cdot y'=\lambda x \cdot e^\big \frac\lambda y\lambda x +\lambda y\\ \\ \lambda x\cdot y'=\lambda(x \cdot e^\big \frac\lambda y\lambda x +y)\\ \\ x\cdot y'=x \cdot e^\big \fracyx +y
Итак, данное дифференциальное уравнение является однородным.

Однородное дифференциальное уравнение сводится к уравнению с разделяющимися переменными условно новейшей неведомой функции u=u(x) с поддержкою подмены:
  y=ux, тогда y'=u'x+u
x\cdot (u'x+u)=x\cdot e^\big \fracuxx +ux\\ \\ x\cdot (u'x+u)=x(e^u+u)\\ \\ u'x+u=e^u+u

u'x=e^u
По определению дифференциала, получаем
 \dfracdudx \cdot x=e^u - уравнение с разделяющимися переменными.
Разделим переменные.
 \dfracdue^u = \dfracdxx  - уравнение с разделёнными переменными.

Проинтегрируем обе части уравнения
\displaystyle \int\limits  \fracdue^u  \,=\int\limits  \fracdxx  \\ \\ \int\limits e^-u \, du=\int\limits  \frac1x  \, dx
-e^-u=\ln x+C - общий интеграл новой функции.

Таким образом, определив функцию u из решения уравнения с разделяющимися переменными, чтобы записать решение начального однородного уравнения, остаётся выполнить оборотную подмену: u= \dfracyx

То есть, 

-e^\big-\fracyx =\ln x+C - общий интеграл начального уравнения.
Остаётся найти значение произвольной постоянной C. Подставим в общий интеграл изначальное условие:
-e^\big- \frac01 =\ln 1+C\\ C=-1

-e^\big-\fracyx =\ln x-1 - приватный интеграл, также является решением данного дифференциального уравнения.


Ответ: -e^\big-\fracyx =\ln x-1
, оставишь ответ?
Имя:*
E-Mail:


Добро пожаловать!

Для того чтобы стать полноценным пользователем нашего портала, вам необходимо пройти регистрацию.
Зарегистрироваться
Создайте собственную учетную запить!

Пройти регистрацию
Авторизоваться
Уже зарегистрированны? А ну-ка живо авторизуйтесь!

Войти на сайт