Дифференциальное уравнение dp/dt=p(1-p)
Решение
Вы ввели
$$\frac{d}{d t} p{\left(t \right)} = \left(1 - p{\left(t \right)}\right) p{\left(t \right)}$$
Подробное решение
Дано уравнение:
$$\frac{d}{d t} p{\left(t \right)} = \left(1 - p{\left(t \right)}\right) p{\left(t \right)}$$
Это дифф. уравнение имеет вид:
где
$$f_{1}{\left(t \right)} = 1$$
$$g_{1}{\left(p \right)} = 1$$
$$f_{2}{\left(t \right)} = 1$$
$$g_{2}{\left(p \right)} = \left(1 - p{\left(t \right)}\right) p{\left(t \right)}$$
Приведём ур-ние к виду:
Разделим обе части ур-ния на g2(p)
$$\left(1 - p{\left(t \right)}\right) p{\left(t \right)}$$
получим
$$- \frac{\frac{d}{d t} p{\left(t \right)}}{\left(p{\left(t \right)} - 1\right) p{\left(t \right)}} = 1$$
Этим самым мы разделили переменные t и p.
Теперь домножим обе части ур-ния на dt,
тогда ур-ние будет таким
$$- \frac{dt \frac{d}{d t} p{\left(t \right)}}{\left(p{\left(t \right)} - 1\right) p{\left(t \right)}} = dt$$
или
$$- \frac{dp}{\left(p{\left(t \right)} - 1\right) p{\left(t \right)}} = dt$$
Возьмём от обеих частей ур-ния интегралы:
- от левой части интеграл по p,
- от правой части интеграл по t.
$$\int \left(- \frac{1}{p \left(p - 1\right)}\right)\, dp = \int 1\, dt$$
Подробное решение интеграла с p
Подробное решение интеграла с t
Возьмём эти интегралы
$$\log{\left(p \right)} - \log{\left(p - 1 \right)} = Const + t$$
Подробное решение простого уравнения
Мы получили обыкн. ур-ние с неизвестной p.
(Const - это константа)
Решением будет:
$$p{\left(t \right)} = \frac{1}{C_{1} e^{- t} + 1}$$
$$\frac{d}{d t} p{\left(t \right)} = \left(1 - p{\left(t \right)}\right) p{\left(t \right)}$$
Это дифф. уравнение имеет вид:
f1(x)*g1(p)*p' = f2(x)*g2(p),
где
$$f_{1}{\left(t \right)} = 1$$
$$g_{1}{\left(p \right)} = 1$$
$$f_{2}{\left(t \right)} = 1$$
$$g_{2}{\left(p \right)} = \left(1 - p{\left(t \right)}\right) p{\left(t \right)}$$
Приведём ур-ние к виду:
g1(p)/g2(p)*p'= f2(x)/f1(x).
Разделим обе части ур-ния на g2(p)
$$\left(1 - p{\left(t \right)}\right) p{\left(t \right)}$$
получим
$$- \frac{\frac{d}{d t} p{\left(t \right)}}{\left(p{\left(t \right)} - 1\right) p{\left(t \right)}} = 1$$
Этим самым мы разделили переменные t и p.
Теперь домножим обе части ур-ния на dt,
тогда ур-ние будет таким
$$- \frac{dt \frac{d}{d t} p{\left(t \right)}}{\left(p{\left(t \right)} - 1\right) p{\left(t \right)}} = dt$$
или
$$- \frac{dp}{\left(p{\left(t \right)} - 1\right) p{\left(t \right)}} = dt$$
Возьмём от обеих частей ур-ния интегралы:
- от левой части интеграл по p,
- от правой части интеграл по t.
$$\int \left(- \frac{1}{p \left(p - 1\right)}\right)\, dp = \int 1\, dt$$
Подробное решение интеграла с p
Подробное решение интеграла с t
Возьмём эти интегралы
$$\log{\left(p \right)} - \log{\left(p - 1 \right)} = Const + t$$
Подробное решение простого уравнения
Мы получили обыкн. ур-ние с неизвестной p.
(Const - это константа)
Решением будет:
p_1 =
$$p{\left(t \right)} = \frac{1}{C_{1} e^{- t} + 1}$$
Ответ
$$p{\left(t \right)} = \frac{1}{C_{1} e^{- t} + 1}$$
График для задачи Коши
Классификация
separable
1st exact
Bernoulli
1st rational riccati
1st power series
lie group
separable Integral
1st exact Integral
Bernoulli Integral
Численный ответ
(t, p):
(-10.0, 0.75)
(-7.777777777777778, 0.9651366636504621)
(-5.555555555555555, 0.9961006800202903)
(-3.333333333333333, 0.9995759543574485)
(-1.1111111111111107, 0.9999540274400491)
(1.1111111111111107, 0.9999950205041547)
(3.333333333333334, 0.9999994568996131)
(5.555555555555557, 0.9999999435923286)
(7.777777777777779, 0.9999999932569118)
(10.0, 0.9999999992739433)
Еще ссылки
Решите дифференциальное уравнение dp/dt=p(1-p) (dp делить на dt равно p(1 минус p)) - различные методы решения и порядка дифференциальных уравнений [Есть ответ!]:
Дифференциальное уравнение
Идентичные выражения:
dp/dt=p(один -p)
dp делить на dt равно p(1 минус p)
dp делить на dt равно p(один минус p)
dp разделить на dt=p(1-p)
dp : dt=p(1-p)
dp ÷ dt=p(1-p)