Дифференциальное уравнение 2yy'=y^2+(y')^2
Решение
Вы ввели
$$2 y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = y^{2}{\left(x \right)} + \left(\frac{d}{d x} y{\left(x \right)}\right)^{2}$$
Подробное решение
Дано уравнение:
$$- y^{2}{\left(x \right)} + 2 y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} - \left(\frac{d}{d x} y{\left(x \right)}\right)^{2} = 0$$
Это дифф. уравнение имеет вид:
где
$$f_{1}{\left(x \right)} = 1$$
$$g_{1}{\left(y \right)} = 1$$
$$f_{2}{\left(x \right)} = 1$$
$$g_{2}{\left(y \right)} = y{\left(x \right)}$$
Приведём ур-ние к виду:
Разделим обе части ур-ния на g2(y)
$$y{\left(x \right)}$$
получим
$$\frac{\frac{d}{d x} y{\left(x \right)}}{y{\left(x \right)}} = 1$$
Этим самым мы разделили переменные x и y.
Теперь домножим обе части ур-ния на dx,
тогда ур-ние будет таким
$$\frac{dx \frac{d}{d x} y{\left(x \right)}}{y{\left(x \right)}} = dx$$
или
$$\frac{dy}{y{\left(x \right)}} = dx$$
Возьмём от обеих частей ур-ния интегралы:
- от левой части интеграл по y,
- от правой части интеграл по x.
$$\int \frac{1}{y}\, dy = \int 1\, dx$$
Подробное решение интеграла с y
Подробное решение интеграла с x
Возьмём эти интегралы
$$\log{\left(y \right)} = Const + x$$
Подробное решение простого уравнения
Мы получили обыкн. ур-ние с неизвестной y.
(Const - это константа)
Решением будет:
$$y{\left(x \right)} = C_{1} e^{x}$$
$$- y^{2}{\left(x \right)} + 2 y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} - \left(\frac{d}{d x} y{\left(x \right)}\right)^{2} = 0$$
Это дифф. уравнение имеет вид:
f1(x)*g1(y)*y' = f2(x)*g2(y),
где
$$f_{1}{\left(x \right)} = 1$$
$$g_{1}{\left(y \right)} = 1$$
$$f_{2}{\left(x \right)} = 1$$
$$g_{2}{\left(y \right)} = y{\left(x \right)}$$
Приведём ур-ние к виду:
g1(y)/g2(y)*y'= f2(x)/f1(x).
Разделим обе части ур-ния на g2(y)
$$y{\left(x \right)}$$
получим
$$\frac{\frac{d}{d x} y{\left(x \right)}}{y{\left(x \right)}} = 1$$
Этим самым мы разделили переменные x и y.
Теперь домножим обе части ур-ния на dx,
тогда ур-ние будет таким
$$\frac{dx \frac{d}{d x} y{\left(x \right)}}{y{\left(x \right)}} = dx$$
или
$$\frac{dy}{y{\left(x \right)}} = dx$$
Возьмём от обеих частей ур-ния интегралы:
- от левой части интеграл по y,
- от правой части интеграл по x.
$$\int \frac{1}{y}\, dy = \int 1\, dx$$
Подробное решение интеграла с y
Подробное решение интеграла с x
Возьмём эти интегралы
$$\log{\left(y \right)} = Const + x$$
Подробное решение простого уравнения
Мы получили обыкн. ур-ние с неизвестной y.
(Const - это константа)
Решением будет:
y_1 =
$$y{\left(x \right)} = C_{1} e^{x}$$
Ответ
$$y{\left(x \right)} = C_{1} e^{x}$$
График для задачи Коши
Классификация
factorable
lie group
Численный ответ
(x, y):
(-10.0, 0.75)
(-7.777777777777778, 6.920861621442101)
(-5.555555555555555, 63.86442821962763)
(-3.333333333333333, 589.3291117578204)
(-1.1111111111111107, 5438.219862266393)
(1.1111111111111107, 50182.88541495714)
(3.333333333333334, 463078.36995984113)
(5.555555555555557, 4273201.4062577095)
(7.777777777777779, 39432310.90408659)
(10.0, 363874059.79065424)
Еще ссылки
Решите дифференциальное уравнение 2yy'=y^2+(y')^2 (2 у у штрих первого (1-го) порядка равно у в квадрате плюс (у штрих первого (1-го) порядка) в квадрате) - различные методы решения и порядка дифференциальных уравнений [Есть ответ!]:
Идентичные выражения:
два yy'=y^ два +(y')^2
2 у у штрих первого (1-го) порядка равно у в квадрате плюс ( у штрих первого (1-го) порядка ) в квадрате
два у у штрих первого (1-го) порядка равно у в степени два плюс ( у штрих первого (1-го) порядка ) в квадрате
2yy'=y2+(y')2
2yy'=y²+(y')²
2yy'=y в степени 2+(y') в степени 2