Тема . Дифференциальные уравнения
.04 Уравнения в полных дифференциалах
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#60949

Решить уравнение, подобрав интегрирующий множитель

(x2 + y2 + x)dx + ydy = 0
Показать ответ и решение

Поскольку    2  2
∂(x-+∂yy-+x)= 2y ⁄= ∂(∂yx)=  0  , то нужно подобрать интегрирующий множитель, чтобы наше уравнение стало уравнением в полных дифференциалах.

В качестве этого множителя давайте возьмём           2x
m (x,y) = e  . Тогда уравнение будет иметь вид

 2x  2   2            2x
e  (x + y  + x)dx + ye  dy = 0

И оно уже будет уравнением в полных дифференциалах, поскольку

∂ (e2x(x2 + y2 + x))          ∂(ye2x)
------------------ = e2x2y = ------- = 2ye2x
        ∂y                     ∂x

Следовательно, наше новое уравнение - действительно в полных дифференциалах, и нам нужно найти такую функцию F(x,y)  , что dF = e2x(x2 + y2 + x)dx + ye2xdy  .

Будем решать систему:

(
{ ∂∂Fx-= e2x(x2 + y2 + x)
( ∂F-    2x
  ∂y = ye

Давайте проинтегрируем второе уравнение этой системы по y  при каждом фиксированном x  . Поскольку при каждом x  константа интегрирования может быть своя, то, варьируя x  , получим, что константа интегрирования зависит от x  - т.е. является функцией от x  . Давайте константу интегрирования обозначим ψ(x)  - в зависимости от x  . Тогда будем иметь:

         ∫          y2e2x
F(x,y) =   ye2xdy = ----- + ψ(x)
                      2

И чтобы найти неизвестную функцию ψ(x)  , подставим это равенство в первое уравнение системы:

        y2e2x
∂F-   ∂(--2--+-ψ-(x-))-   2x  2    2
∂x  =       ∂x       = e  (x + y  + x)

y2e2x + ψ ′(x) = e2x(x2 + y2 + x)

Откуда ψ ′(x) = e2x(x2 + x)  , ψ(x) = 1e2xx2 + C
       2  .

Следовательно, F(x,y) = y2e2x + 1e2xx2 + C = e2x(x2 + y2) + C
           2    2             2  . Таким образом, поскольку решением нашего уравнения dF  = 0  является F =  const  , то записываем окончательно
Ответ: e2x  2   2
-2-(x + y ) = C,C =  const

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!