Дифференциальное уравнение ydy=x^3dx
Решение
Вы ввели
$$y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = x^{3}$$
Подробное решение
Дано уравнение:
$$y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = x^{3}$$
Это дифф. уравнение имеет вид:
где
$$f_{1}{\left(x \right)} = 1$$
$$g_{1}{\left(y \right)} = 1$$
$$f_{2}{\left(x \right)} = - x^{3}$$
$$g_{2}{\left(y \right)} = - \frac{1}{y{\left(x \right)}}$$
Приведём ур-ние к виду:
Разделим обе части ур-ния на g2(y)
$$- \frac{1}{y{\left(x \right)}}$$
получим
$$- y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = - x^{3}$$
Этим самым мы разделили переменные x и y.
Теперь домножим обе части ур-ния на dx,
тогда ур-ние будет таким
$$- dx y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = - dx x^{3}$$
или
$$- dy y{\left(x \right)} = - dx x^{3}$$
Возьмём от обеих частей ур-ния интегралы:
- от левой части интеграл по y,
- от правой части интеграл по x.
$$\int \left(- y\right)\, dy = \int \left(- x^{3}\right)\, dx$$
Подробное решение интеграла с y
Подробное решение интеграла с x
Возьмём эти интегралы
$$- \frac{y^{2}}{2} = Const - \frac{x^{4}}{4}$$
Подробное решение простого уравнения
Мы получили обыкн. ур-ние с неизвестной y.
(Const - это константа)
Решением будет:
$$y{\left(x \right)} = - \frac{\sqrt{C_{1} + 2 x^{4}}}{2}$$
$$y{\left(x \right)} = \frac{\sqrt{C_{1} + 2 x^{4}}}{2}$$
$$y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = x^{3}$$
Это дифф. уравнение имеет вид:
f1(x)*g1(y)*y' = f2(x)*g2(y),
где
$$f_{1}{\left(x \right)} = 1$$
$$g_{1}{\left(y \right)} = 1$$
$$f_{2}{\left(x \right)} = - x^{3}$$
$$g_{2}{\left(y \right)} = - \frac{1}{y{\left(x \right)}}$$
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
$$- y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = - x^{3}$$
Этим самым мы разделили переменные x и y.
Теперь домножим обе части ур-ния на dx,
тогда ур-ние будет таким
$$- dx y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = - dx x^{3}$$
или
$$- dy y{\left(x \right)} = - dx x^{3}$$
Возьмём от обеих частей ур-ния интегралы:
- от левой части интеграл по y,
- от правой части интеграл по x.
$$\int \left(- y\right)\, dy = \int \left(- x^{3}\right)\, dx$$
Подробное решение интеграла с y
Подробное решение интеграла с x
Возьмём эти интегралы
$$- \frac{y^{2}}{2} = Const - \frac{x^{4}}{4}$$
Подробное решение простого уравнения
Мы получили обыкн. ур-ние с неизвестной y.
(Const - это константа)
Решением будет:
y_1 =
$$y{\left(x \right)} = - \frac{\sqrt{C_{1} + 2 x^{4}}}{2}$$
y_2 =
$$y{\left(x \right)} = \frac{\sqrt{C_{1} + 2 x^{4}}}{2}$$
Ответ
$$y{\left(x \right)} = - \frac{\sqrt{C_{1} + 2 x^{4}}}{2}$$
$$y{\left(x \right)} = \frac{\sqrt{C_{1} + 2 x^{4}}}{2}$$
График для задачи Коши
Классификация
factorable
separable
1st exact
Bernoulli
1st power series
lie group
separable Integral
1st exact Integral
Bernoulli Integral
Численный ответ
(x, y):
(-10.0, 0.75)
(-7.777777777777778, -1.9654083035904878e-08)
(-5.555555555555555, 6.90778102555235e-310)
(-3.333333333333333, 6.90749376094096e-310)
(-1.1111111111111107, 6.90777610029176e-310)
(1.1111111111111107, 6.9077805813581e-310)
(3.333333333333334, 6.9077796744749e-310)
(5.555555555555557, 6.90749417562014e-310)
(7.777777777777779, 6.9077815176006e-310)
(10.0, 6.90778143978647e-310)
Еще ссылки
Решите дифференциальное уравнение ydy=x^3dx (у дэ игрек равно х в кубе дэ икс) - различные методы решения и порядка дифференциальных уравнений [Есть ответ!]:
Идентичные выражения:
ydy=x^3dx
у дэ игрек равно х в кубе дэ икс
у дэ игрек равно х в кубе дэ икс
ydy=x3dx
ydy=x³dx
ydy=x в степени 3dx