Дифференциальное уравнение dx/dt=√[x]
Решение
Вы ввели
$$\frac{d}{d t} x{\left(t \right)} = \sqrt{x{\left(t \right)}}$$
Подробное решение
Дано уравнение:
$$\frac{d}{d t} x{\left(t \right)} = \sqrt{x{\left(t \right)}}$$
Это дифф. уравнение имеет вид:
где
$$f_{1}{\left(t \right)} = 1$$
$$g_{1}{\left(x \right)} = 1$$
$$f_{2}{\left(t \right)} = 1$$
$$g_{2}{\left(x \right)} = \sqrt{x{\left(t \right)}}$$
Приведём ур-ние к виду:
Разделим обе части ур-ния на g2(x)
$$\sqrt{x{\left(t \right)}}$$
получим
$$\frac{\frac{d}{d t} x{\left(t \right)}}{\sqrt{x{\left(t \right)}}} = 1$$
Этим самым мы разделили переменные t и x.
Теперь домножим обе части ур-ния на dt,
тогда ур-ние будет таким
$$\frac{dt \frac{d}{d t} x{\left(t \right)}}{\sqrt{x{\left(t \right)}}} = dt$$
или
$$\frac{dx}{\sqrt{x{\left(t \right)}}} = dt$$
Возьмём от обеих частей ур-ния интегралы:
- от левой части интеграл по x,
- от правой части интеграл по t.
$$\int \frac{1}{\sqrt{x}}\, dx = \int 1\, dt$$
Подробное решение интеграла с x
Подробное решение интеграла с t
Возьмём эти интегралы
$$2 \sqrt{x} = Const + t$$
Подробное решение простого уравнения
Мы получили обыкн. ур-ние с неизвестной x.
(Const - это константа)
Решением будет:
$$x{\left(t \right)} = \frac{C_{1}^{2}}{4} + \frac{C_{1} t}{2} + \frac{t^{2}}{4}$$
$$\frac{d}{d t} x{\left(t \right)} = \sqrt{x{\left(t \right)}}$$
Это дифф. уравнение имеет вид:
f1(x)*g1(x)*x' = f2(x)*g2(x),
где
$$f_{1}{\left(t \right)} = 1$$
$$g_{1}{\left(x \right)} = 1$$
$$f_{2}{\left(t \right)} = 1$$
$$g_{2}{\left(x \right)} = \sqrt{x{\left(t \right)}}$$
Приведём ур-ние к виду:
g1(x)/g2(x)*x'= f2(x)/f1(x).
Разделим обе части ур-ния на g2(x)
$$\sqrt{x{\left(t \right)}}$$
получим
$$\frac{\frac{d}{d t} x{\left(t \right)}}{\sqrt{x{\left(t \right)}}} = 1$$
Этим самым мы разделили переменные t и x.
Теперь домножим обе части ур-ния на dt,
тогда ур-ние будет таким
$$\frac{dt \frac{d}{d t} x{\left(t \right)}}{\sqrt{x{\left(t \right)}}} = dt$$
или
$$\frac{dx}{\sqrt{x{\left(t \right)}}} = dt$$
Возьмём от обеих частей ур-ния интегралы:
- от левой части интеграл по x,
- от правой части интеграл по t.
$$\int \frac{1}{\sqrt{x}}\, dx = \int 1\, dt$$
Подробное решение интеграла с x
Подробное решение интеграла с t
Возьмём эти интегралы
$$2 \sqrt{x} = Const + t$$
Подробное решение простого уравнения
Мы получили обыкн. ур-ние с неизвестной x.
(Const - это константа)
Решением будет:
x_1 =
$$x{\left(t \right)} = \frac{C_{1}^{2}}{4} + \frac{C_{1} t}{2} + \frac{t^{2}}{4}$$
Ответ
$$x{\left(t \right)} = \frac{C_{1}^{2}}{4} + \frac{C_{1} t}{2} + \frac{t^{2}}{4}$$
График для задачи Коши
Классификация
separable
1st exact
Bernoulli
1st power series
lie group
separable Integral
1st exact Integral
Bernoulli Integral
Численный ответ
(t, x):
(-10.0, 0.75)
(-7.777777777777778, 3.9090688652610366)
(-5.555555555555555, 9.537273503763128)
(-3.333333333333333, 17.63461394473436)
(-1.1111111111111107, 28.201090188174724)
(1.1111111111111107, 41.23670223408422)
(3.333333333333334, 56.74145008246286)
(5.555555555555557, 74.71533373331064)
(7.777777777777779, 95.15835318662761)
(10.0, 118.07050844241365)
Еще ссылки
Решите дифференциальное уравнение dx/dt=√[x] (дэ икс делить на dt равно √[ х ]) - различные методы решения и порядка дифференциальных уравнений [Есть ответ!]:
Дифференциальное уравнение
Идентичные выражения:
dx/dt=√[x]
дэ икс делить на dt равно √[ х ]
дэ икс делить на dt равно √[ х ]
dx разделить на dt=√[x]
dx : dt=√[x]
dx ÷ dt=√[x]