Дифференциальное уравнение (x^2-1)y'+2xy^2=0
Решение
Вы ввели
$$2 x y^{2}{\left(x \right)} + \left(x^{2} - 1\right) \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = 0$$
Подробное решение
Дано уравнение:
$$2 x y^{2}{\left(x \right)} + \left(x^{2} - 1\right) \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = 0$$
Это дифф. уравнение имеет вид:
где
$$f_{1}{\left(x \right)} = 1$$
$$g_{1}{\left(y \right)} = 1$$
$$f_{2}{\left(x \right)} = - \frac{2 x}{x^{2} - 1}$$
$$g_{2}{\left(y \right)} = y^{2}{\left(x \right)}$$
Приведём ур-ние к виду:
Разделим обе части ур-ния на g2(y)
$$y^{2}{\left(x \right)}$$
получим
$$\frac{\frac{d}{d x} y{\left(x \right)}}{y^{2}{\left(x \right)}} = - \frac{2 x}{x^{2} - 1}$$
Этим самым мы разделили переменные x и y.
Теперь домножим обе части ур-ния на dx,
тогда ур-ние будет таким
$$\frac{dx \frac{d}{d x} y{\left(x \right)}}{y^{2}{\left(x \right)}} = - \frac{2 dx x}{x^{2} - 1}$$
или
$$\frac{dy}{y^{2}{\left(x \right)}} = - \frac{2 dx x}{x^{2} - 1}$$
Возьмём от обеих частей ур-ния интегралы:
- от левой части интеграл по y,
- от правой части интеграл по x.
$$\int \frac{1}{y^{2}}\, dy = \int \left(- \frac{2 x}{x^{2} - 1}\right)\, dx$$
Подробное решение интеграла с y
Подробное решение интеграла с x
Возьмём эти интегралы
$$- \frac{1}{y} = Const - \log{\left(x^{2} - 1 \right)}$$
Подробное решение простого уравнения
Мы получили обыкн. ур-ние с неизвестной y.
(Const - это константа)
Решением будет:
$$y{\left(x \right)} = - \frac{1}{C_{1} - \log{\left(x^{2} - 1 \right)}}$$
$$2 x y^{2}{\left(x \right)} + \left(x^{2} - 1\right) \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = 0$$
Это дифф. уравнение имеет вид:
f1(x)*g1(y)*y' = f2(x)*g2(y),
где
$$f_{1}{\left(x \right)} = 1$$
$$g_{1}{\left(y \right)} = 1$$
$$f_{2}{\left(x \right)} = - \frac{2 x}{x^{2} - 1}$$
$$g_{2}{\left(y \right)} = y^{2}{\left(x \right)}$$
Приведём ур-ние к виду:
g1(y)/g2(y)*y'= f2(x)/f1(x).
Разделим обе части ур-ния на g2(y)
$$y^{2}{\left(x \right)}$$
получим
$$\frac{\frac{d}{d x} y{\left(x \right)}}{y^{2}{\left(x \right)}} = - \frac{2 x}{x^{2} - 1}$$
Этим самым мы разделили переменные x и y.
Теперь домножим обе части ур-ния на dx,
тогда ур-ние будет таким
$$\frac{dx \frac{d}{d x} y{\left(x \right)}}{y^{2}{\left(x \right)}} = - \frac{2 dx x}{x^{2} - 1}$$
или
$$\frac{dy}{y^{2}{\left(x \right)}} = - \frac{2 dx x}{x^{2} - 1}$$
Возьмём от обеих частей ур-ния интегралы:
- от левой части интеграл по y,
- от правой части интеграл по x.
$$\int \frac{1}{y^{2}}\, dy = \int \left(- \frac{2 x}{x^{2} - 1}\right)\, dx$$
Подробное решение интеграла с y
Подробное решение интеграла с x
Возьмём эти интегралы
$$- \frac{1}{y} = Const - \log{\left(x^{2} - 1 \right)}$$
Подробное решение простого уравнения
Мы получили обыкн. ур-ние с неизвестной y.
(Const - это константа)
Решением будет:
y_1 =
$$y{\left(x \right)} = - \frac{1}{C_{1} - \log{\left(x^{2} - 1 \right)}}$$
Ответ
$$y{\left(x \right)} = - \frac{1}{C_{1} - \log{\left(x^{2} - 1 \right)}}$$
График для задачи Коши
Классификация
factorable
separable
1st exact
Bernoulli
1st rational riccati
1st power series
lie group
separable Integral
1st exact Integral
Bernoulli Integral
Численный ответ
(x, y):
(-10.0, 0.75)
(-7.777777777777778, 1.2134659672497967)
(-5.555555555555555, 7.414370809054051)
(-3.333333333333333, 41328635.50081672)
(-1.1111111111111107, 4.655265002092e-310)
(1.1111111111111107, 6.90749456656124e-310)
(3.333333333333334, 6.90749355076227e-310)
(5.555555555555557, 6.90749353802803e-310)
(7.777777777777779, 6.9074935823319e-310)
(10.0, 6.90749355341284e-310)
Еще ссылки
Решите дифференциальное уравнение (x^2-1)y'+2xy^2=0 ((х в квадрате минус 1) у штрих первого (1-го) порядка плюс 2 х у в квадрате равно 0) - различные методы решения и порядка дифференциальных уравнений [Есть ответ!]:
Дифференциальное уравнение
Идентичные выражения:
(x^ два - один)y'+ два xy^2= ноль
( х в квадрате минус 1) у штрих первого (1-го) порядка плюс 2 х у в квадрате равно 0
( х в степени два минус один) у штрих первого (1-го) порядка плюс два х у в квадрате равно ноль
(x2-1)y'+2xy2=0
(x²-1)y'+2xy²=0
(x в степени 2-1)y'+2xy в степени 2=0
(x^2-1)y'+2xy^2=O