Версия для печати темы

Нажмите сюда для просмотра этой темы в обычном формате

Образовательный студенческий форум _ Дифференциальные уравнения _ 2y'=y^2/x^2+6y/x+3, xy'+y=2y^2lnx

Автор: Wave 13.10.2008, 17:43

подскажите пожалуйста с чего начать в этих 3 примерах(второй написано задача коши) blush.gif

Автор: tig81 13.10.2008, 18:23

Цитата(Wave @ 13.10.2008, 20:43) *

подскажите пожалуйста с чего начать в этих 3 примерах(второй написано задача коши) blush.gif

1. Замена y/x=z
2. Делите на х и приводите к http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%B8%D1%84%D1%84%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%BD%D1%86%D0%B8%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%BE%D0%B5_%D1%83%D1%80%D0%B0%D0%B2%D0%BD%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5_%D0%91%D0%B5%D1%80%D0%BD%D1%83%D0%BB%D0%BB%D0%B8
3. Вначале записываете однородное, для него характеристическое и находите его корни.

Автор: граф Монте-Кристо 13.10.2008, 18:23

1)Замена y=kx,потом получится уравнение с разделяющимися переменными
2)Замена z(x)=x*y
3)y''=z(x)

Автор: граф Монте-Кристо 13.10.2008, 18:53

Если z=y/x => y=zx => y'=z'x+z и получится
2z'x+2z=z^2+6z+3

Автор: Wave 13.10.2008, 19:20

а второй вот такой получился: Прикрепленное изображение

Автор: Wave 13.10.2008, 19:27

Цитата(граф Монте-Кристо @ 14.10.2008, 1:53) *

Если z=y/x => y=zx => y'=z'x+z и получится
2z'x+2z=z^2+6z+3

а потом делим на 2х обе части?

Автор: tig81 13.10.2008, 19:29

Цитата(Wave @ 13.10.2008, 22:20) *

а второй вот такой получился:

вы решаете линейное уравнение y'+p(x)y=f(x). А у вас уравнение Бернулли получилось. По ссылочке ходили?

Цитата(Wave @ 13.10.2008, 22:27) *

а потом делим на 2х обе части?

приводим к виду 2z'x=z^2+4z+3 и разделяем переменные.
Тогда
2dz/(z^2+4z+3)=dx/x
Проинтегрируете,потом выполните обратную замену z=y/x.

Автор: Wave 13.10.2008, 19:32

Цитата(tig81 @ 14.10.2008, 2:29) *

вы решаете линейное уравнение y'+p(x)y=f(x). А у вас уравнение Бернулли получилось. По ссылочке ходили?

ну да ходили! blush.gif похоже плохо сходила......

Автор: Wave 13.10.2008, 19:45

Цитата(tig81 @ 14.10.2008, 2:36) *

1 и 2 пункт не увидела как вы сделали. ИЛи плохо смотрела smile.gif

а теперь так:[attachmentid=964]

Автор: tig81 14.10.2008, 16:17

Цитата(Wave @ 13.10.2008, 22:45) *

а теперь так:[attachmentid=964]

практически:
-w'-w/x=-2lnx/x
Вроде так должно быть

Автор: Wave 14.10.2008, 18:26

Цитата(tig81 @ 14.10.2008, 23:17) *

практически:
-w'-w/x=-2lnx/x
Вроде так должно быть

х я забыла blush.gif , а от куда "-"?

Автор: tig81 14.10.2008, 18:41

Цитата(Wave @ 14.10.2008, 21:26) *

... а от куда "-"?

y'/y^2+(1/x)*(1/y)=2lnx/x
w=1/y
w'=-y'/y^2
А у нас имеется y'/y^2, делаем, чтобы это слагаемое было со знаком -, для этого левую и правую часть домножаем на (-1):
-y'/y^2-(1/x)*(1/y)=-2lnx/x
Делаем замену...

П.С. тогда w' должно быть со знаком "+"

Автор: Тролль 14.10.2008, 18:55

Чего-то я совсем запутался)
xy' + y = 2y^2 * ln x, y(1) = 1/2
а) xy' + y = 0
x * dy/dx + y = 0, x * dy/dx = -y, dy/y = -dx/x
int dy/y = - int dx/x
ln |y| = - ln |x| + C
y = C/x
б) y = C(x)/x
Тогда y' = (C'(x) * x - C(x))/x^2
x * (C'(x) * x - C(x))/x^2 + C(x)/x = 2 * C^2(x)/x^2 * ln x
C'(x) = 2 * ln x * C^2(x)/x^2
dC(x)/C(x)^2 = 2 * ln x/x^2 dx
Интегрируем
-1/C(x) = -2 * int ln x d(1/x)
-1/C(x) = -2/x * ln x + 2 * int 1/x d(ln x)
-1/C(x) = -2/x * ln x + 2 * int 1/x^2 dx
-1/C(x) = -2/x * ln x - 2/x + C
C(x) = 1/(2/x * ln x + 2/x + C)
Тогда
y = C(x)/x = 1/(2 * ln x + 2 + Cx)
y(1) = 1/(2 + C) = 1/2 => C = 0
Ответ: y = 1/(2 * ln x + 2)

Автор: Wave 14.10.2008, 19:11

v=x; u=-2(lnx/x+1/x)+C ?

Автор: Тролль 14.10.2008, 19:29

u=2(lnx/x+1/x)+C

Автор: Wave 14.10.2008, 19:40

u'v=-(2lnx)/x
u'=-(2lnx)/x^2
du=-(2lnxdx)/x^2
u=-2 int lnx*1/x^2 *dx=(u=lnx, du=dx/x; dv=dx/x^2, v=-1/x)=-2(-lnx/x +int dx/x^2)=-2(-lnx/x - 1/x)+C =
= 2(ln x/x + 1/x) + C

Автор: Wave 14.10.2008, 20:28

Цитата(tig81 @ 15.10.2008, 3:22) *

u найдено правильно

вы нашли w и y, а затем С? Так?

w=x{(2lnx)/x+2/x+C} подставила х=1 и получилось w=2+C затем заменили w=1/y, а y=1/2 получилось 2=2+С

Автор: Тролль 14.10.2008, 20:32

Цитата(Wave @ 15.10.2008, 0:28) *

w=x{(2lnx)/x+2/x+C} подставила х=1 и получилось w=2+C затем заменили w=1/y, а y=1/2 получилось 2=2+С


Можно попроще
w = x * (2 * ln x * 1/x + 2/x + C) = 2 * ln x + 2 + Cx
y = 1/w => y = 1/(2 * ln x + 2 + Cx)
y(1) = 1/2
y(1) = 1/(2 + C) = 1/2 => C = 0

Автор: tig81 14.10.2008, 20:33

Цитата(Wave @ 14.10.2008, 23:28) *

w=x{(2lnx)/x+2/x+C} подставила х=1 и получилось w=2+C затем заменили w=1/y, а y=1/2 получилось 2=2+С

да, С=0. И тогда у(х)=...

Автор: Wave 14.10.2008, 20:36

2*dz/(z^2+4z+3)=dx/x. проинтегрировав получится: ln(y/x +1)-ln(y/x +3)=lnx а ещё вопрос такой когда "-" стоит в левой части, можно логарифм опустить?

y(x)=1/(2lnx+2)?

Автор: tig81 14.10.2008, 20:46

Цитата(Wave @ 14.10.2008, 23:36) *

2*dz/(z^2+4z+3)=dx/x. проинтегрировав получится: ln(y/x +1)-ln(y/x +3)=lnx а ещё вопрос такой когда "-" стоит в левой части, можно логарифм опустить?

не опустить, а применить свойство:
lna-lnb=ln(a/b).

Цитата
y(x)=1/(2lnx+2)?

Так, и сверим
Цитата(Тролль @ 14.10.2008, 21:55) *

Ответ: y = 1/(2 * ln x + 2)

Автор: Тролль 14.10.2008, 20:46

Цитата(Wave @ 15.10.2008, 0:36) *

2*dz/(z^2+4z+3)=dx/x. проинтегрировав получится: ln(y/x +1)-ln(y/x +3)=lnx а ещё вопрос такой когда "-" стоит в левой части, можно логарифм опустить?

y(x)=1/(2lnx+2)?


ln (y/x +1) - ln(y/x +3) = lnx + C
ln a - ln b = ln a/b
Тогда получим
ln ((y/x + 1)/(y/x + 3)) = ln x + C
ln (y + x)/(y + 3x) = ln x + C
(y + x)/(y + 3x) = C * x

Да.

Автор: Wave 14.10.2008, 21:16

Спасибо большое thumbsup.gif ! smile.gif

Автор: Wave 15.10.2008, 6:41

Цитата(Ksana @ 8.10.2008, 17:41) *

To Wave
Мы хотим проинтегрировать выражение zdz / (z^2 +1)
Смысла использовать интегрирование по частям нет

Давайте сделаем замену u = z^2+1.
Тогда du = d(z^2+1) = 2zdz, то есть zdz = du/2

Тогда zdz / (z^2 +1) = du/2u
При интегрировании получаем int [zdz / (z^2 +1)] = int [du/2u] = 0.5 * ln|u| + C = 0.5 * ln(z^2+1) + C

а тут такой ответ:(y')^2 +1=x*C ?

[attachmentid=967]
y'''=dy''/dx
y''=z, a потом dz/dx -z=6x^2 -3x ?

Русская версия Invision Power Board (http://www.invisionboard.com)
© Invision Power Services (http://www.invisionpower.com)