Дифференциальное уравнение y'=xe^y

-
+
С неизвестной функцией
(
)
Для задачи Коши
y
=
y’
=
y’’
=
y’’’
=
y’’’’
=
График
от
до

Решение

Вы ввели

$$\frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = x e^{y{\left(x \right)}}$$

Подробное решение

Дано уравнение:
$$\frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = x e^{y{\left(x \right)}}$$
Это дифф. уравнение имеет вид:
f1(x)*g1(y)*y' = f2(x)*g2(y),

где
$$f_{1}{\left(x \right)} = 1$$
$$g_{1}{\left(y \right)} = 1$$
$$f_{2}{\left(x \right)} = x$$
$$g_{2}{\left(y \right)} = e^{y{\left(x \right)}}$$
Приведём ур-ние к виду:
g1(y)/g2(y)*y'= f2(x)/f1(x).

Разделим обе части ур-ния на g2(y)
$$e^{y{\left(x \right)}}$$
получим
$$e^{- y{\left(x \right)}} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = x$$
Этим самым мы разделили переменные x и y.

Теперь домножим обе части ур-ния на dx,
тогда ур-ние будет таким
$$dx e^{- y{\left(x \right)}} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = dx x$$
или
$$dy e^{- y{\left(x \right)}} = dx x$$

Возьмём от обеих частей ур-ния интегралы:
- от левой части интеграл по y,
- от правой части интеграл по x.
$$\int e^{- y}\, dy = \int x\, dx$$
Подробное решение интеграла с y
Подробное решение интеграла с x
Возьмём эти интегралы
$$- e^{- y} = Const + \frac{x^{2}}{2}$$
Подробное решение простого уравнения
Мы получили обыкн. ур-ние с неизвестной y.
(Const - это константа)

Решением будет:
y_1 =

$$y{\left(x \right)} = \log{\left(- \frac{1}{C_{1} + x^{2}} \right)} + \log{\left(2 \right)}$$

Ответ

$$y{\left(x \right)} = \log{\left(- \frac{1}{C_{1} + x^{2}} \right)} + \log{\left(2 \right)}$$

График для задачи Коши

Классификация

separable
1st exact
1st power series
lie group
separable Integral
1st exact Integral

Численный ответ

(x, y):
(-10.0, 0.75)
(-7.777777777777778, -3.0069419514001106)
(-5.555555555555555, -3.556498033546488)
(-3.333333333333333, -3.8048122791894863)
(-1.1111111111111107, -3.9091206183329263)
(1.1111111111111107, -3.909120634470935)
(3.333333333333334, -3.804812198325574)
(5.555555555555557, -3.5564977023837163)
(7.777777777777779, -3.0069409112676597)
(10.0, 0.7500602461366156)

Еще ссылки

Решите дифференциальное уравнение y'=xe^y (у штрих первого (1-го) порядка равно х e в степени у) - различные методы решения и порядка дифференциальных уравнений [Есть ответ!]:

Идентичные выражения:

y'=xe^y
у штрих первого (1-го) порядка равно х e в степени у
у штрих первого (1-го) порядка равно х e в степени у
y'=xey