Дифференциальное уравнение yy'=(1-2x)/y
Решение
Вы ввели
$$y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = \frac{1 - 2 x}{y{\left(x \right)}}$$
Подробное решение
Дано уравнение:
$$y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = \frac{1 - 2 x}{y{\left(x \right)}}$$
Это дифф. уравнение имеет вид:
где
$$f_{1}{\left(x \right)} = 1$$
$$g_{1}{\left(y \right)} = 1$$
$$f_{2}{\left(x \right)} = 2 x - 1$$
$$g_{2}{\left(y \right)} = - \frac{1}{y^{2}{\left(x \right)}}$$
Приведём ур-ние к виду:
Разделим обе части ур-ния на g2(y)
$$- \frac{1}{y^{2}{\left(x \right)}}$$
получим
$$- y^{2}{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = 2 x - 1$$
Этим самым мы разделили переменные x и y.
Теперь домножим обе части ур-ния на dx,
тогда ур-ние будет таким
$$- dx y^{2}{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = dx \left(2 x - 1\right)$$
или
$$- dy y^{2}{\left(x \right)} = dx \left(2 x - 1\right)$$
Возьмём от обеих частей ур-ния интегралы:
- от левой части интеграл по y,
- от правой части интеграл по x.
$$\int \left(- y^{2}\right)\, dy = \int \left(2 x - 1\right)\, dx$$
Подробное решение интеграла с y
Подробное решение интеграла с x
Возьмём эти интегралы
$$- \frac{y^{3}}{3} = Const + x^{2} - x$$
Подробное решение простого уравнения
Мы получили обыкн. ур-ние с неизвестной y.
(Const - это константа)
Решением будет:
$$y{\left(x \right)} = \frac{\left(- \sqrt[3]{3} - 3^{\frac{5}{6}} i\right) \sqrt[3]{C_{1} - x^{2} + x}}{2}$$
$$y{\left(x \right)} = \frac{\left(- \sqrt[3]{3} + 3^{\frac{5}{6}} i\right) \sqrt[3]{C_{1} - x^{2} + x}}{2}$$
$$y{\left(x \right)} = \sqrt[3]{C_{1} - 3 x^{2} + 3 x}$$
$$y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = \frac{1 - 2 x}{y{\left(x \right)}}$$
Это дифф. уравнение имеет вид:
f1(x)*g1(y)*y' = f2(x)*g2(y),
где
$$f_{1}{\left(x \right)} = 1$$
$$g_{1}{\left(y \right)} = 1$$
$$f_{2}{\left(x \right)} = 2 x - 1$$
$$g_{2}{\left(y \right)} = - \frac{1}{y^{2}{\left(x \right)}}$$
Приведём ур-ние к виду:
g1(y)/g2(y)*y'= f2(x)/f1(x).
Разделим обе части ур-ния на g2(y)
$$- \frac{1}{y^{2}{\left(x \right)}}$$
получим
$$- y^{2}{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = 2 x - 1$$
Этим самым мы разделили переменные x и y.
Теперь домножим обе части ур-ния на dx,
тогда ур-ние будет таким
$$- dx y^{2}{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = dx \left(2 x - 1\right)$$
или
$$- dy y^{2}{\left(x \right)} = dx \left(2 x - 1\right)$$
Возьмём от обеих частей ур-ния интегралы:
- от левой части интеграл по y,
- от правой части интеграл по x.
$$\int \left(- y^{2}\right)\, dy = \int \left(2 x - 1\right)\, dx$$
Подробное решение интеграла с y
Подробное решение интеграла с x
Возьмём эти интегралы
$$- \frac{y^{3}}{3} = Const + x^{2} - x$$
Подробное решение простого уравнения
Мы получили обыкн. ур-ние с неизвестной y.
(Const - это константа)
Решением будет:
y_1 =
$$y{\left(x \right)} = \frac{\left(- \sqrt[3]{3} - 3^{\frac{5}{6}} i\right) \sqrt[3]{C_{1} - x^{2} + x}}{2}$$
y_2 =
$$y{\left(x \right)} = \frac{\left(- \sqrt[3]{3} + 3^{\frac{5}{6}} i\right) \sqrt[3]{C_{1} - x^{2} + x}}{2}$$
y_3 =
$$y{\left(x \right)} = \sqrt[3]{C_{1} - 3 x^{2} + 3 x}$$
Ответ
$$y{\left(x \right)} = \frac{\left(- \sqrt[3]{3} - 3^{\frac{5}{6}} i\right) \sqrt[3]{C_{1} - x^{2} + x}}{2}$$
$$y{\left(x \right)} = \frac{\left(- \sqrt[3]{3} + 3^{\frac{5}{6}} i\right) \sqrt[3]{C_{1} - x^{2} + x}}{2}$$
$$y{\left(x \right)} = \sqrt[3]{C_{1} - 3 x^{2} + 3 x}$$
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, 5.008081227897385)
(-5.555555555555555, 6.0474263376149615)
(-3.333333333333333, 6.5968807870271675)
(-1.1111111111111107, 6.863936164314837)
(1.1111111111111107, 6.910783043100966)
(3.333333333333334, 6.746645342681878)
(5.555555555555557, 6.3371445436984235)
(7.777777777777779, 5.564245587624123)
(10.0, 3.9240189737285687)
Еще ссылки
Решите дифференциальное уравнение yy'=(1-2x)/y (у у штрих первого (1-го) порядка равно (1 минус 2 х) делить на у) - различные методы решения и порядка дифференциальных уравнений [Есть ответ!]:
Идентичные выражения:
yy'=(один -2x)/y
у у штрих первого (1-го) порядка равно (1 минус 2 х ) делить на у
у у штрих первого (1-го) порядка равно (один минус 2 х ) делить на у
yy'=(1-2x) разделить на y
yy'=(1-2x) : y
yy'=(1-2x) ÷ y