Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

обыкновенные диф ур-я 1-порядка

.pdf
Скачиваний:
18
Добавлен:
10.02.2015
Размер:
389.06 Кб
Скачать

$1 A = 2 B = 0 C = 1

z(1 + z2) 1 + z2

z

x

1 + z2

z

 

z2 1

=

2z

1

 

dx

+

2z

1

dz = 0.

 

 

 

 

 

 

= & /

ln |x| + ln(z2 + 1) ln |z| = ln |C| x(z2 + 1) = C. z

C ' z = 0 C 2 y

x2 + y2 = Cy, y = 0.

; ? &

 

 

 

xy − y = (x + y) ln

 

x + y

.

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

! ! / &

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y −

y

 

 

y

1 +

y

.

 

 

 

 

 

= (1 +

 

) ln

 

 

 

 

 

 

x

x

x

 

# ! &

 

 

y = z + xz

G &

 

 

 

y = zx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z x = (1 + z) ln |1 + z|.

! &

 

 

 

dz

 

 

 

=

dx

;

 

d ln |1 + z|

=

dx

;

ln 1 + z

 

= Cx.

 

 

 

 

 

|

 

 

|

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 + z

 

 

 

x

 

 

 

 

ln

|

1 + z

|

 

x

|

|

 

 

 

 

 

(1 + z) ln

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C 2 &

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ln

1 +

 

= Cx.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

C 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, 2 ,4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y = 3 y33 + y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

. y = ex + y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x2 3y2)dx + 2xydy = 0, y(2) = 1

 

 

 

 

 

 

y = x+2y

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6 xy

= 2

 

 

3x2 + y2

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x−y

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

)

4 x = Ce

x

 

y = 0

. y = ln ln Cx

 

y = x 1

83 x

6y2

 

6y +

 

= Cx3 x2 + y2 = Ce4 arctg xy

 

 

 

 

 

 

3x2 + y2

 

 

 

 

 

y = f

a2x+b2y+c2

 

 

 

 

 

 

a1x+b1y+c1

 

&

& 0"1 / !

/ & /

2 a1x + b1y + c1 = 0 a2x + b2y + c2 = 0

J / & / (x0; y0) 2

 

 

 

 

 

a1x + b1y + c1 = 0,

 

A( ,B

 

 

 

a2x + b2y + c2 = 0.

 

 

4

 

 

 

X Y

 

 

 

 

 

 

 

x = x0 + X, y = y0 + Y,

C !

Y = f

a1X + b1Y

= f

a2X + b2Y

dx = dX;

dy = dY.

 

 

X

 

 

a1

+ b1 Y

 

Y

 

 

X

= f1

 

.

a2 + b2 Y

X

&

D ! / / &0 & A( ,B

a1b2 − a2b1 = 0.

 

A( +B

J

 

b1

 

 

 

 

a1

=

= λ.

 

 

 

 

 

 

 

a2

b2

 

 

 

 

 

 

 

$1 & A( ,B

 

 

 

 

 

λ(a2x + b2y) + c1

.

 

y = f

 

 

 

 

 

a2x + b2y + c2

 

7 5 !&/ &

& 1 ! 10

 

& z = a2x + b2y

 

 

 

 

 

, ? &

 

 

 

 

 

y =

4y − 2x − 6

.

 

 

 

 

x + y − 3

 

 

! ? 2 / & /

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4y0 2x0 6 = 0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x0 + y0 3 = 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

$1 y0 = 2

 

x0

= 1

 

 

 

 

 

 

 

y = y0+Y = 2+Y

 

x = x0

+X = 1+X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

# ! &

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

! 2 &

 

 

 

 

 

 

 

1

X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Y =

4Y − 2X

= 4 XY

 

 

2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X + Y

 

 

 

 

 

 

+

Y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C !&/ ! & 7 &1 & 1 Z = Y /X

 

 

 

 

 

 

 

Z + XZ =

4Z − 2

 

XZ =

 

Z2 3Z + 2

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 + Z

 

 

 

 

 

 

 

 

1 + Z

 

 

 

 

 

 

 

 

C ! 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dX

 

 

 

(1 + Z)dZ

 

 

 

 

dX

 

 

 

 

(1 + Z)dZ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

=

 

 

.

 

 

 

 

 

 

X

 

Z2 3Z + 2

 

X

 

(Z − 2)(Z − 1)

 

 

 

! &1 / " &

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 + Z

 

 

 

 

=

 

 

A

 

+

 

 

B

 

 

=

 

A(Z − 1) + B(Z − 2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(Z

2)(Z

1)

 

Z

2

 

Z

1

 

 

 

 

(Z

2)(Z

1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 + Z = A(Z − 1) + B(Z − 2).

C 5 2 2 !&/ &A B

 

 

 

 

Z0

1

= −A − 2B,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z1

1

= A + B.

 

 

 

 

 

 

$1 A = 3 B = 2

3

 

 

2

 

 

 

 

 

3dZ

 

2dZ

 

1 + Z

 

 

 

dX

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

=

 

 

 

.

 

(Z − 2)(Z − 1)

Z − 2

Z − 1

X

Z − 2

Z − 1

= &

ln |C| − ln |X| = 3 ln |Z − 2| − 2 ln |Z − 1| (Z − 2)3X = (Z − 1)2C.

C ' Z = 1 C 2

(y − 2x)3 = (y − x − 1)2C, y = x + 1.

+ ? &

(4y − 2x + 1)dx − (2y − x + 2)dy = 0.

! C & &

 

 

y =

4y − 2x + 1

.

 

 

 

 

 

 

 

2y − x + 2

 

#! 5 & !

 

& ! A( +B

a1b2 − a2b1 = 4 · (1) 2 · (2) = 0.

J

 

 

a1

 

b1

 

 

 

 

 

 

=

= 2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a2

b2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2(2y − x) + 1

 

 

 

y =

.

# ! & z = 2y − x

 

2y − x + 2

 

 

 

 

 

 

(z + 2)dz .

z

 

3z

 

 

 

 

dx

= z + 2

 

 

 

 

3

=

 

z

= & 2

z2 = Ce3x−z , (2y − x)2 = Ce4x−2y.

, % 2 ,4

(7 (2x − y + 4)dy + (x − 2y + 5)dx = 0

( y = x+2y−3

x−1

(( y = 13x−3y

1+x+y

(* (x − 2y + 1)dy + (2x − 4y + 5)dx = 0

) 4 (7 (x + y − 1)3 = C(x − y + 3) ( y = C(x − 1)2 − x + 2 (( 3x + y + 2 ln |x + y − 1| = C (* (5x + 10y + 11)3 = Ce5(y+2x)

$0 & & y =

zm. !&/ & /! 1

! & x " 1 y I m y I m − 1.

. ? &

2x2y = y3 + xy.

! C ! y = zm & 2mx2zm−1z = z3m + xzm & ! 2 + m − 1 = 3m = m + 1

! 1 ! m = 21

1

# ! & y = z 2

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

3

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

x2z2 z = z 2

+ xz 2 .

 

/ &

z

1

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

=

z

 

2

 

 

z

.

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

x

x

 

C !&/ ! & # ! & z = xuG z = u + xu

 

 

 

 

 

du

 

dx

1

 

 

 

 

 

 

xu = u2,

 

=

 

 

,

 

 

 

= ln |Cx|.

 

u2

x

 

u

C ' u = 0 7 0

& y(x)

 

 

 

 

 

x = −y2 ln |Cx|, y = 0.

 

, % 2 ,4

 

 

(/ x3(y − x) = y2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( y

= y2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(. xdy + y(3xy + 1)dx = 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( y2

 

 

= 2xy + y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x − y2x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

) 4 (/ x2 = (x2 − y) ln Cx ( 1 − xy = Cx3(2 + xy) (. y = x1 ln1 Cx3 x = 0 y = 0 ( 2 (1/xy2) 1 = ln Cx y = 0 xy2 = 1

; 9

y + a(x)y = b(x)

A; 9B

!

C b(x) = 0 &

y + a(x)y = 0

A; (B

! $ ! & A; (B

& ! 2

y = −a(x)dx, ln |y| =

a(x) dx, y = Ce− a(x) dx.

A; ;B

dy

 

 

= " ! & A; 9B &

-& " &

A; 9B

a(x) dx,

 

y = C(x)e

A; ,B

!&/ A; ;B C &1 & 1 C(x) C

! A; ,B & A; 9B

dC(x) e− a(x) dx − C(x)a(x)e− a(x) dx + C(x)a(x)e− a(x) dx = b(x), dx

 

 

dx

 

= b(x)e a(x) dx.

 

 

dC(x)

 

$1

C(x) =

b(x)e a(x) dx dx + C0,

C0 !"

C ! &!& A; ,B !&/

0 ! & A; 9B

y = e− a(x) dx

C0 + b(x)e a(x) dx dx .

9 ? &

y − y · ctg x = sin x.

! &10 &

y

y

·

ctgx

 

 

,

dy

 

cos xdx,

dy

d sin x

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

=

y

= sin x

 

 

 

= 0

 

sin x

 

 

 

ln |y| = ln | sin x| + ln |C|,

y = C · sin x.

 

$0 2 &

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y = C(x) · sin x.

 

 

 

 

C ! y y

= C (x)

·

sin x + C(x)

·

cos x 2 &

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C (x) · sin x + C · cos x − ctg x · C(x) sin x = sin x,

& C (x) = 1 C(x) = x + C0 ! !" 0

& "

y = (x + C0) sin x.

C ! y(x) = u(x)v(x) J &

A; 9B

v (u + a(x)u(x)) + (v u − b(x)) = 0. A; +B

7 & 1 u(x) / ! / & A; +B ! " &!" u(x) / & A; (B #! 5 & & ! 10

u + a(x)u(x) = 0

! / u = u1(x) C ! & 1 u1(x) u ! &1 / " & A; 9B !&/ &

!10 !" & v(x) v u − b(x) = 0.

? 2 0 5 & v = v(x, C) C

 

& u1(x) v(x, C) !&/ 0 &

A; 9B

y = u1(x)v(x, C).

 

( ? &

 

 

 

 

 

 

 

y −

2y

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

x

x2

 

! C ! y = uv & &

 

 

 

 

 

 

 

2u

+

3

= 0.

 

 

 

 

v

u −

 

 

v u −

 

A; .B

 

 

 

x

x2

&

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2u

 

du

 

dx

ln |u| = ln x2 + ln |C| u = Cx2.

u −

 

= 0

 

 

= 2

 

 

x

 

u

x

7 / u1 = x2 C !

u1 & A; .B

!&/

v x2

u1(x)

3

 

dx

1

 

 

= 0, dv = 3

 

, v(x, C) = C −

 

.

x2

x4

x3

v(x, C) !&/ 0 & y = Cx2 x1 .

, % 2 , 5 ! 2 !

5 ! 4

(6 (x + 1)y − 2y = (x + 1)4

( y − xy

 

= x123

 

 

*7 y +

 

2y

= x3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

* y − y tg x =

1

,

y(0) = 0

cos x

*( xy + y = x sin x,

y(π) = 1

)

4 (6 y = (x + 1)2(x2/2 + x + C) ( y = 4/x2 + Cx *7

4

 

 

 

2

 

 

 

 

x

y = x

/6 + C/x

 

 

* y =

 

*( y = cos x + (sin x − π + 1)/x

 

 

cos x

? & ! ! "

&1 & 1 &1 &1

; ? &

(2ey − x)y = 1.

! 4 & ! 2 dx + xdy = 2eydy J 5 & x y 2 ! & & ! ! x / " & y

J

 

 

dx

 

 

xy

= 1/yx

 

+ x = 2ey.

A; :B

 

dy

= !" & &10

&

dxdy + x = 0 dxx = −dy ln |x| = −y + ln |C| x = Ce−y.

A; :B 0 x = C(y)e−y C ! x x = C (y)e−y Ce−y A; :B !&/

C (y)e−y = 2ey dC = 2e2ydy C = e2y + C0.

$0 &

x = C0e−y + ey.

( 0"1 2 & !

, ? &

xdx = (x2 2y + 1)dy.

! # ! &

z(x) = x2 2y(x) + 1 dz = 2xdx − 2dy,

&

 

 

1

 

 

 

 

 

 

xdx =

dz + dy.

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

C ! 2 & !&/

 

dz = 2(z − 1)dy

dz

ln |z − 1| = ln |C| + 2y z − 1 = Ce2y.

 

= 2dy

z − 1

7 0 & y(x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 2y = Ce2y.

 

+ ? &

 

 

 

 

 

x(ey − y ) = 2.

 

! C &

 

 

 

x(1 − y e−y) = 2e−y.

 

# ! & & e−y

= z J −e−yy = z C

! 2 & !&/ ! &

 

 

 

z

 

2

z

=

.

A; @B

 

 

 

 

 

 

 

x

1

 

= !" & &10

&

2

 

 

dz

 

dx

z −

 

z = 0

 

 

= 2

 

ln |z| = 2 ln |x| + ln |C| z = Cx2.

x

z

x

2 &

0 z = C(x)x2 C ! &

A; @B

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

C x2

 

 

 

 

 

 

= 1 C =

 

+ C0.

 

 

 

 

 

x

7 &!" z = C0x2 + x C 2 & y(x) y = ln (C0x2 + x).

, % 2 ,4

** (sin2 y + x ctg y)y = 1