Дифференциальное уравнение dy/dt=k(m-y)
Решение
Вы ввели
$$\frac{d}{d t} y{\left(t \right)} = k \left(m - y{\left(t \right)}\right)$$
Подробное решение
Дано уравнение:
$$\frac{d}{d t} y{\left(t \right)} = k \left(m - y{\left(t \right)}\right)$$
Это дифф. уравнение имеет вид:
где
$$\operatorname{f_{1}}{\left(t \right)} = 1$$
$$\operatorname{g_{1}}{\left(y \right)} = 1$$
$$\operatorname{f_{2}}{\left(t \right)} = k$$
$$\operatorname{g_{2}}{\left(y \right)} = m - y{\left(t \right)}$$
Приведём ур-ние к виду:
Разделим обе части ур-ния на g2(y)
$$m - y{\left(t \right)}$$
получим
$$\frac{\frac{d}{d t} y{\left(t \right)}}{m - y{\left(t \right)}} = k$$
Этим самым мы разделили переменные t и y.
Теперь домножим обе части ур-ния на dt,
тогда ур-ние будет таким
$$\frac{dt \frac{d}{d t} y{\left(t \right)}}{m - y{\left(t \right)}} = dt k$$
или
$$\frac{dy}{m - y{\left(t \right)}} = dt k$$
Возьмём от обеих частей ур-ния интегралы:
- от левой части интеграл по y,
- от правой части интеграл по t.
$$\int \frac{1}{m - y}\, dy = \int k\, dt$$
Подробное решение интеграла с y
Подробное решение интеграла с t
Возьмём эти интегралы
$$- \log{\left(- m + y \right)} = Const + k t$$
Подробное решение простого уравнения
Мы получили обыкн. ур-ние с неизвестной y.
(Const - это константа)
Решением будет:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(t \right)} = C_{1} e^{- k t} + m$$
$$\frac{d}{d t} y{\left(t \right)} = k \left(m - y{\left(t \right)}\right)$$
Это дифф. уравнение имеет вид:
f1(x)*g1(y)*y' = f2(x)*g2(y),
где
$$\operatorname{f_{1}}{\left(t \right)} = 1$$
$$\operatorname{g_{1}}{\left(y \right)} = 1$$
$$\operatorname{f_{2}}{\left(t \right)} = k$$
$$\operatorname{g_{2}}{\left(y \right)} = m - y{\left(t \right)}$$
Приведём ур-ние к виду:
g1(y)/g2(y)*y'= f2(x)/f1(x).
Разделим обе части ур-ния на g2(y)
$$m - y{\left(t \right)}$$
получим
$$\frac{\frac{d}{d t} y{\left(t \right)}}{m - y{\left(t \right)}} = k$$
Этим самым мы разделили переменные t и y.
Теперь домножим обе части ур-ния на dt,
тогда ур-ние будет таким
$$\frac{dt \frac{d}{d t} y{\left(t \right)}}{m - y{\left(t \right)}} = dt k$$
или
$$\frac{dy}{m - y{\left(t \right)}} = dt k$$
Возьмём от обеих частей ур-ния интегралы:
- от левой части интеграл по y,
- от правой части интеграл по t.
$$\int \frac{1}{m - y}\, dy = \int k\, dt$$
Подробное решение интеграла с y
Подробное решение интеграла с t
Возьмём эти интегралы
$$- \log{\left(- m + y \right)} = Const + k t$$
Подробное решение простого уравнения
Мы получили обыкн. ур-ние с неизвестной y.
(Const - это константа)
Решением будет:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(t \right)} = C_{1} e^{- k t} + m$$
Ответ
$$y{\left(t \right)} = C_{1} e^{- k t} + m$$
Классификация
separable
1st linear
Bernoulli
almost linear
1st power series
lie group
nth linear constant coeff undetermined coefficients
nth linear constant coeff variation of parameters
separable Integral
1st linear Integral
Bernoulli Integral
almost linear Integral
nth linear constant coeff variation of parameters Integral
Еще ссылки
Решите дифференциальное уравнение dy/dt=k(m-y) (дэ игрек делить на dt равно k(m минус у)) - различные методы решения и порядка дифференциальных уравнений [Есть ответ!]:
Идентичные выражения:
dy/dt=k(m-y)
дэ игрек делить на dt равно k(m минус у )
дэ игрек делить на dt равно k(m минус у )
dy разделить на dt=k(m-y)
dy : dt=k(m-y)
dy ÷ dt=k(m-y)