Помогите) очень безотлагательно) задача Коши для д/у.

Помогите) очень безотлагательно) задачка Коши для д/у.

Задать свой вопрос
1 ответ
Это дифференциальное уравнение Бернулли. Вводим новейшую функцию z(x)=\sqrty(x), тогда y=z^2y'=2zz'

\displaystyle y'-\frac2xy1+x^2=\frac4\sqrt y\sqrt1+x^2\mathop\mathrmarctgx\\amp;10;2zz'-\frac2xz^21+x^2=\frac4z\sqrt1+x^2\mathop\mathrmarctgx\\amp;10;z'-\fracxz1+x^2=\frac2\sqrt1+x^2\mathop\mathrmarctgx

Замечу, что мы утратили решение z = 0 (но это не ужасно, к этой задаче Коши это не имеет дела). Вышло линейное уравнение, решаем его способом разновидности постоянной. 

Решаем однородное уравнение:
\displaystyle z'-\fracxz1+x^2=0\\amp;10;\fracz'z=\fracx1+x^2\\amp;10;\left(\ln z\right)'=(\ln C\sqrt1+x^2)'\\amp;10;z=C\sqrt1+x^2

Полагаем C = C(x) и подставляем найденное решение однородного уравнения в неоднородное:
\displaystyle C'\sqrt1+x^2=\frac2\sqrt1+x^2\mathop\mathrmarctgx\\amp;10;C'=\frac2\mathop\mathrmarctgx1+x^2\\C=A+\left.\mathop\mathrmarctg\right.^2x\\amp;10;z(x)=\sqrt1+x^2(A+\left.\mathop\mathrmarctg\right.^2x)\\amp;10;\boxedy(x)=(1+x^2)(A+\left.\mathop\mathrmarctg\right.^2x)^2

Определяем значение постоянной интегрирования A, для этого вычисляем значение функции в точке x = 1:
\displaystyle y(1)=(1+1^2)(A+\left.\mathop\mathrmarctg\right.^21)^2=2\left(A+\frac\pi^216\right)^2=\frac\pi^4128\\amp;10;A+\frac\pi^216=\pm\frac\pi^216\\amp;10;A\in\left\lbrace0,-\frac\pi^28\right\rbrace

На первый взор, вышло два вероятных ответа:
\boxedy(x)=(1+x^2)\left.\mathop\mathrmarctg\right.^4x
либо
\displaystyle y(x)=(1+x^2)\left(\left.\mathop\mathrmarctg\right.^2x-\frac\pi^28\right)^2

На самом деле второй ответ сторонний, z(x) должно принимать только неотрицательные значения, в частности, z(0) = A 0.
, 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