Тема . Дифференциальные уравнения
.03 Однородные уравнения
Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела дифференциальные уравнения
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#57636

Решить однородное дифференциальное уравнение

dy      xy
---= --2---2
dx   x  − y
Показать ответ и решение

Видно, что это уравнение действительно однородное, поскольку при домножении x  и y  на одно и то же число k  , оно в числителе и в знаменателе вынесется в квадрате, и, значит, просто сократится. То есть оно однородное для p = 0  - при домножении на k  это k  выносится в нулевой степени из всего уравнения.

Таким образом, делаем замену z = y
    x  , то есть y = zx  , тогда dy = zdx+ xdz  , и мы будем иметь:

zdx + xdz       x2z        2      2 3      3      3 2      2
----dx---- = x2 −-x2z2,  zx dx − x z dx + x dz − x z dz = x zdx,

x3(1− z2)dz = x2z3dx

Теперь, осталось разделить переменные, поделив обе части на  3
x   и на  3
z   :

(1-−-z2)dz   dx-
    z3     =  x

Интегрируя, получаем:

∫              ∫
  (1-−-z2)dz =   dx-
      z3          x

− -1--− ln |z| = ln|x|+ C
  2z2

И возвращаясь к переменной y  , имеем:

  x2       y
− 2y2 − ln |x-| = ln|x|+ C

Переменную y  как функцию y = y(x )  мы здесь явно не выразим, поэтому оставим ответ в таком виде. Мы делили на x3   , поэтому предполагаем теперь, что x ⁄= 0  . Кроме того, мы делили на z3 = yx  и поэтому могли потерять решение y ≡ 0  .

Нетрудно видеть, что y ≡ 0  - тоже будет решением, поскольку левая часть исходного уравнения зануляется, как производная константы, а правая часть зануляется из-за того, что там y  входит в числитель как множитель. Таким образом, можем окончательно записать ответ:

⌊
  −-x2-− ln|y-| = ln|x|+ C,  при лю бом C ∈ ℝ,    при x ⁄= 0;
|⌈  2y2      x

                          y(x) ≡ 0;
Ответ:

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное обучение
в Школково

Для детей ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Брянской областей, а также школьникам, находящимся в пунктах временного размещения Крыма обучение на платформе бесплатное.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ или олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!