Помогите с линейным дифференциальным уровнением y039;tgx+y=cos^(2)x

Помогите с линейным дифференциальным уровнением y'tgx+y=cos^(2)x

Задать свой вопрос
1 ответ

Ответ:

y= 1 -\frac13sin^2(x)+\fracCsin(x)

Пошаговое разъяснение:

y'tgx + y = cosx

Решаем методом вариации неизменной (Лагранжа).

Шаг 1. Решение однородного уравнения

                              y'tgx + y = 0

Разделяем обе части уравнения на ytgx

                             y'/y  + ctgx = 0

                              \fracy'y + ctgx =0

                              dy/y = -ctg(x)dx

                               \fracdyy =ctg(x) dx

Интегрируем обе доли уравнения

                       \int\limits\frac1y \, dy = -\int\limits\fraccos(x)sin(x)  \, dx

                        lny = -lnsin(x) + lnC

                        lny = lnC/sin(x)

                            y = C/sin(x)

Шаг 2. Сменяем постоянную С на функцию u(x)

                           y = u(x)/sin(x)

Обретаем производную

y' = \fracu'(x)sin(x)-u(x)cos(x)sin^2(x)

Подставляем в исходное дифференциальное уравнение

                                      y'tgx + y = 0

\fracu'(x)sin(x)-u(x)cos(x)sin^2(x) \cdot tg(x) +\fracu(x)sin(x) =cos^2(x)

\fracu'(x)cos(x) -\fracu(x)sin(x) +\fracu(x)sin(x) =cos^2(x)

\fracu'(x)cos(x) =cos^2(x)

                                   u'(x) = cos(x)

                                   du = cos(x)dx

Интегрируем обе доли уравнения

                       \int\limits du = \int\limits cos^3(x) \, dx

                    u = \int\limits cos^2(x) \, d(sin(x))=\int\limits (1-sin^2(x)) \, d(sin(x))=sin(x)-\frac13sin^3(x)+C

                            u(x) = sin(x) - sin(x)/3 + C

Решение уравнения

y=\fracsin(x)-\frac13sin^3(x)+Csin(x)= 1 -\frac13sin^2(x)+\fracCsin(x)

, 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