Дифференциальное уравнение f(x)dx=g(y)dy
Решение
Вы ввели
$$f x = g y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)}$$
Подробное решение
Дано уравнение:
$$g y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = f x$$
Это дифф. уравнение имеет вид:
где
$$\operatorname{f_{1}}{\left(x \right)} = 1$$
$$\operatorname{g_{1}}{\left(y \right)} = 1$$
$$\operatorname{f_{2}}{\left(x \right)} = \frac{f x}{g}$$
$$\operatorname{g_{2}}{\left(y \right)} = \frac{1}{y{\left(x \right)}}$$
Приведём ур-ние к виду:
Разделим обе части ур-ния на g2(y)
$$\frac{1}{y{\left(x \right)}}$$
получим
$$y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = \frac{f x}{g}$$
Этим самым мы разделили переменные x и y.
Теперь домножим обе части ур-ния на dx,
тогда ур-ние будет таким
$$dx y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = \frac{dx f x}{g}$$
или
$$dy y{\left(x \right)} = \frac{dx f x}{g}$$
Возьмём от обеих частей ур-ния интегралы:
- от левой части интеграл по y,
- от правой части интеграл по x.
$$\int y\, dy = \int \frac{f x}{g}\, dx$$
Подробное решение интеграла с y
Подробное решение интеграла с x
Возьмём эти интегралы
$$\frac{y^{2}}{2} = Const + \frac{f x^{2}}{2 g}$$
Подробное решение простого уравнения
Мы получили обыкн. ур-ние с неизвестной y.
(Const - это константа)
Решением будет:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = - \sqrt{C_{1} + \frac{f x^{2}}{g}}$$
$$\operatorname{y_{2}} = y{\left(x \right)} = \sqrt{C_{1} + \frac{f x^{2}}{g}}$$
$$g y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = f x$$
Это дифф. уравнение имеет вид:
f1(x)*g1(y)*y' = f2(x)*g2(y),
где
$$\operatorname{f_{1}}{\left(x \right)} = 1$$
$$\operatorname{g_{1}}{\left(y \right)} = 1$$
$$\operatorname{f_{2}}{\left(x \right)} = \frac{f x}{g}$$
$$\operatorname{g_{2}}{\left(y \right)} = \frac{1}{y{\left(x \right)}}$$
Приведём ур-ние к виду:
g1(y)/g2(y)*y'= f2(x)/f1(x).
Разделим обе части ур-ния на g2(y)
$$\frac{1}{y{\left(x \right)}}$$
получим
$$y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = \frac{f x}{g}$$
Этим самым мы разделили переменные x и y.
Теперь домножим обе части ур-ния на dx,
тогда ур-ние будет таким
$$dx y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = \frac{dx f x}{g}$$
или
$$dy y{\left(x \right)} = \frac{dx f x}{g}$$
Возьмём от обеих частей ур-ния интегралы:
- от левой части интеграл по y,
- от правой части интеграл по x.
$$\int y\, dy = \int \frac{f x}{g}\, dx$$
Подробное решение интеграла с y
Подробное решение интеграла с x
Возьмём эти интегралы
$$\frac{y^{2}}{2} = Const + \frac{f x^{2}}{2 g}$$
Подробное решение простого уравнения
Мы получили обыкн. ур-ние с неизвестной y.
(Const - это константа)
Решением будет:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = - \sqrt{C_{1} + \frac{f x^{2}}{g}}$$
$$\operatorname{y_{2}} = y{\left(x \right)} = \sqrt{C_{1} + \frac{f x^{2}}{g}}$$
Ответ
$$y{\left(x \right)} = - \sqrt{C_{1} + \frac{f x^{2}}{g}}$$
$$y{\left(x \right)} = \sqrt{C_{1} + \frac{f x^{2}}{g}}$$
Классификация
factorable
separable
1st exact
Bernoulli
1st power series
lie group
separable Integral
1st exact Integral
Bernoulli Integral
Еще ссылки
Решите дифференциальное уравнение f(x)dx=g(y)dy (f(х) дэ икс равно g(у) дэ игрек) - различные методы решения и порядка дифференциальных уравнений [Есть ответ!]:
Идентичные выражения:
f(x)dx=g(y)dy
f( х ) дэ икс равно g( у ) дэ игрек
f( х ) дэ икс равно g( у ) дэ игрек