Дифференциальное уравнение y'=(3x+4)/(2y-5)
Решение
Вы ввели
$$\frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = \frac{3 x + 4}{2 y{\left(x \right)} - 5}$$
Подробное решение
Дано уравнение:
$$\frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = \frac{3 x + 4}{2 y{\left(x \right)} - 5}$$
Это дифф. уравнение имеет вид:
где
$$\operatorname{f_{1}}{\left(x \right)} = 1$$
$$\operatorname{g_{1}}{\left(y \right)} = 1$$
$$\operatorname{f_{2}}{\left(x \right)} = 3 x + 4$$
$$\operatorname{g_{2}}{\left(y \right)} = \frac{1}{2 y{\left(x \right)} - 5}$$
Приведём ур-ние к виду:
Разделим обе части ур-ния на g2(y)
$$\frac{1}{2 y{\left(x \right)} - 5}$$
получим
$$\left(2 y{\left(x \right)} - 5\right) \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = 3 x + 4$$
Этим самым мы разделили переменные x и y.
Теперь домножим обе части ур-ния на dx,
тогда ур-ние будет таким
$$dx \left(2 y{\left(x \right)} - 5\right) \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = dx \left(3 x + 4\right)$$
или
$$dy \left(2 y{\left(x \right)} - 5\right) = dx \left(3 x + 4\right)$$
Возьмём от обеих частей ур-ния интегралы:
- от левой части интеграл по y,
- от правой части интеграл по x.
$$\int \left(2 y - 5\right)\, dy = \int \left(3 x + 4\right)\, dx$$
Подробное решение интеграла с y
Подробное решение интеграла с x
Возьмём эти интегралы
$$y^{2} - 5 y = Const + \frac{3 x^{2}}{2} + 4 x$$
Подробное решение простого уравнения
Мы получили обыкн. ур-ние с неизвестной y.
(Const - это константа)
Решением будет:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = \frac{5}{2} - \frac{\sqrt{C_{1} + 6 x^{2} + 16 x}}{2}$$
$$\operatorname{y_{2}} = y{\left(x \right)} = \frac{\sqrt{C_{1} + 6 x^{2} + 16 x}}{2} + \frac{5}{2}$$
$$\frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = \frac{3 x + 4}{2 y{\left(x \right)} - 5}$$
Это дифф. уравнение имеет вид:
f1(x)*g1(y)*y' = f2(x)*g2(y),
где
$$\operatorname{f_{1}}{\left(x \right)} = 1$$
$$\operatorname{g_{1}}{\left(y \right)} = 1$$
$$\operatorname{f_{2}}{\left(x \right)} = 3 x + 4$$
$$\operatorname{g_{2}}{\left(y \right)} = \frac{1}{2 y{\left(x \right)} - 5}$$
Приведём ур-ние к виду:
g1(y)/g2(y)*y'= f2(x)/f1(x).
Разделим обе части ур-ния на g2(y)
$$\frac{1}{2 y{\left(x \right)} - 5}$$
получим
$$\left(2 y{\left(x \right)} - 5\right) \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = 3 x + 4$$
Этим самым мы разделили переменные x и y.
Теперь домножим обе части ур-ния на dx,
тогда ур-ние будет таким
$$dx \left(2 y{\left(x \right)} - 5\right) \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = dx \left(3 x + 4\right)$$
или
$$dy \left(2 y{\left(x \right)} - 5\right) = dx \left(3 x + 4\right)$$
Возьмём от обеих частей ур-ния интегралы:
- от левой части интеграл по y,
- от правой части интеграл по x.
$$\int \left(2 y - 5\right)\, dy = \int \left(3 x + 4\right)\, dx$$
Подробное решение интеграла с y
Подробное решение интеграла с x
Возьмём эти интегралы
$$y^{2} - 5 y = Const + \frac{3 x^{2}}{2} + 4 x$$
Подробное решение простого уравнения
Мы получили обыкн. ур-ние с неизвестной y.
(Const - это константа)
Решением будет:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = \frac{5}{2} - \frac{\sqrt{C_{1} + 6 x^{2} + 16 x}}{2}$$
$$\operatorname{y_{2}} = y{\left(x \right)} = \frac{\sqrt{C_{1} + 6 x^{2} + 16 x}}{2} + \frac{5}{2}$$
Ответ
$$y{\left(x \right)} = \frac{5}{2} - \frac{\sqrt{C_{1} + 6 x^{2} + 16 x}}{2}$$
$$y{\left(x \right)} = \frac{\sqrt{C_{1} + 6 x^{2} + 16 x}}{2} + \frac{5}{2}$$
График для задачи Коши
Классификация
separable
1st exact
linear coefficients
1st power series
lie group
separable Integral
1st exact Integral
linear coefficients Integral
Численный ответ
(x, y):
(-10.0, 0.75)
(-7.777777777777778, 2.4999999931053027)
(-5.555555555555555, 2.17e-322)
(-3.333333333333333, nan)
(-1.1111111111111107, 2.78363573e-315)
(1.1111111111111107, 8.427456047434801e+197)
(3.333333333333334, 3.1933833808213433e-248)
(5.555555555555557, 7.710982803243284e-43)
(7.777777777777779, 8.388243571812551e+296)
(10.0, 3.861029683e-315)
Еще ссылки
Решите дифференциальное уравнение y'=(3x+4)/(2y-5) (у штрих первого (1-го) порядка равно (3 х плюс 4) делить на (2 у минус 5)) - различные методы решения и порядка дифференциальных уравнений [Есть ответ!]:
Дифференциальное уравнение
Идентичные выражения:
y'=(3x+ четыре)/(2y- пять)
у штрих первого (1-го) порядка равно (3 х плюс 4) делить на (2 у минус 5)
у штрих первого (1-го) порядка равно (3 х плюс четыре) делить на (2 у минус пять)
y'=(3x+4) разделить на (2y-5)
y'=(3x+4) : (2y-5)
y'=(3x+4) ÷ (2y-5)