обыкновенные диф ур-я 1-порядка
.pdf$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 |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
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|
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|
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|
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|
! ! / & |
x |
|
||||||||||||||
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
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. |
|
|
||||||||||
|
|
|
| |
|
|
| |
|
|
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|||||||||||||||
|
|
|
1 + z |
|
|
|
x |
|
|
|
|
ln |
| |
1 + z |
| |
|
x |
| |
| |
|
|
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||||||
|
(1 + z) ln |
|
|
|
|
|
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|
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|||||||||||||
C 2 & |
|
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||||||||||||||
|
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|
y |
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ln |
1 + |
|
= Cx. |
|
|
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||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
x |
|
|
|
|
|
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||||||||||
C 2 |
|
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|
|
|
|
|
|
|
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|
|
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||||||||
, 2 ,4 |
|
|
|
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|
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|||||||||||||||||
y = 3 y33 + y |
|
|
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||||||
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|
x |
|
x |
|
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|
|
y |
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
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|
. y = ex + y |
|
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||||||
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|
x |
|
|
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|
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|
|
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|
(x2 − 3y2)dx + 2xydy = 0, y(2) = 1 |
|
|
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|
|||||||||||||||||||||||
y = x+2y |
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
6 xy |
= 2 |
|
|
3x2 + y2 |
|
|
|
y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
2x−y |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
||||
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
) |
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 |
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
# ! & |
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
! 2 & |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
X |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Y = |
4Y − 2X |
= 4 XY |
|
|
− 2 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
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|
X + Y |
|
|
|
|
|
|
+ |
Y |
|
|
|
|
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|
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|
||||||
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
C !&/ ! & 7 &1 & 1 Z = Y /X |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
Z + XZ = |
4Z − 2 |
|
− |
XZ = |
|
Z2 − 3Z + 2 |
. |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 + Z |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 + Z |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
C ! 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|||||||||||
|
|
|
− |
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 = 1−3x−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 = Ce−5(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 |
|
||
|
|
|
|
|
x2z−2 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 = x−1 ln−1 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/π |
||||||||||
) |
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