Добавил:
fizmathim.ru Решаю задачи по высшей математике. Фотографии решенных заданий по высшей математике https://fizmathim.ru/photo/ Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

ИДЗ 11.1 Рябушко пример решения

.pdf
Скачиваний:
208
Добавлен:
20.02.2017
Размер:
246.2 Кб
Скачать

Наш сайт: Fizmathim.ru

Группа ВКонтакте https://vk.com/fizmathim_resh

Перейти на Готовые решения ИДЗ Рябушко (по вариантам)

Решение задач по высшей математике на заказ

ИДЗ 11.1 – Вариант 0.

1. Найти общее решение (общий интеграл) дифференциального уравнения.

1.0 3x 3dy eydx 0

Это уравнение с разделяющимися переменными. Разделяем переменные на 3x 3 и ey:

 

dy

 

 

dx

 

e y

 

 

 

 

 

 

3 x 3

Интегрируем обе части последнего равенства:

 

 

dy

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Интеграл правой части

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

1

1

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

x 3

 

dx

 

x 3

3

 

C

x 3 3

C

3

3

x 3 2

C

 

 

3

 

3

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

x 3

 

 

1

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

3

 

 

 

 

 

 

 

Интеграл левой части

edyy e y dy e y C

Тогда

e y 32 3 x 3 2 C

1 3 3 x 3 2 C e y 2

e y

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

3

x 3 2

C

 

 

2

 

 

 

 

 

Следовательно, общим решением исходного уравнения является:

 

3

 

 

 

2

y n C

 

3 x 3

 

 

 

2

 

 

 

Наш сайт: Fizmathim.ru

Группа ВКонтакте https://vk.com/fizmathim_resh

Перейти на Готовые решения ИДЗ Рябушко (по вариантам)

Решение задач по высшей математике на заказ

2. Найти общее решение (общий интеграл) дифференциального уравнения.

2.0 (2x + 1)dy + y2dx = 0

2x 1 dy y2dx

Это уравнение с разделяющимися переменными. Разделяем переменные на (2x + 1) и y2:

dy

 

dx

y2

2x 1

 

Интегрируем обе части последнего равенства:

 

 

 

dy

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

2

2x 1

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Интеграл левой части

 

 

 

dy

 

 

 

 

 

y 2 1

C

1

 

C

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

2 1

 

Интеграл правой части

 

 

 

dx

 

1

n

 

2x 1

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x 1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тогда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

1

 

 

 

C

 

 

 

n

2x 1

 

y

2

 

 

 

1

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

n

2x 1

 

 

 

 

y

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Следовательно, общим решением исходного уравнения является:

y

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

1

n

 

2x 1

 

C

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

Наш сайт: Fizmathim.ru

Группа ВКонтакте https://vk.com/fizmathim_resh

Перейти на Готовые решения ИДЗ Рябушко (по вариантам)

Решение задач по высшей математике на заказ

3. Найти общее решение (общий интеграл) дифференциального уравнения.

3.0 (x + 2y)dx = xdy

Исходное уравнения является однородным уравнением первого порядка. Решаем его с помощью подстановки y xu x . Далее находим

Полагаем:

u xy , ux y , dy xdu udx

Тогда

x 2ux dx x xdu udx 0 x 1 2u dx x xdu udx 0 dx 2udx xdu udx 0

dx udx xdu 0 xdu 1 u dx

Получили уравнение с разделяющимися переменными. Разделяем переменные на x и 1 u :

du

 

dx

1 u

x

 

Интегрируем обе части последнего равенства:

 

du

 

dx

 

 

1 u

x

n1 u nx nC 1 u x C

Подставляем u xy

Следовательно, общим решением исходного уравнения является:

1 xy x C xy x C 1 y Cx 2 x

Наш сайт: Fizmathim.ru

Группа ВКонтакте https://vk.com/fizmathim_resh

Перейти на Готовые решения ИДЗ Рябушко (по вариантам)

Решение задач по высшей математике на заказ

4. Найти частное решение (частный интеграл) дифференциального уравнения.

4.0 xy´ + 2y = x4, y

 

 

 

13

 

2

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Разделим исходное уравнение на x

y' 2

y

x3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решаем уравнение с помощью подстановки y u x x

Имеем:

y u u

 

 

 

Тогда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u u 2

u

x3

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

3

 

 

(1)

u u

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

Находим функцию x из условия 2

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

d

2

 

 

d

 

2

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d

 

2

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n 2 nx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подставляем полученное выражение для x в уравнение (1)

u

1

 

 

 

x 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

du

x 5 du x 5dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

du x 5dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тогда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u

x 6

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

x

4

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

x

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тогда

 

y

x 4

 

 

C

 

- является общим решением исходного уравнения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

x 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Находим С, используя начальное условие y

 

 

13

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

C

 

 

 

 

 

 

 

13 4 C 9 C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

3

 

6

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

2

6

6

2

6

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

Окончательно получаем, что частное решение исходного уравнения имеет вид:

y x 4 3 6 x 2

Наш сайт: Fizmathim.ru

Группа ВКонтакте https://vk.com/fizmathim_resh

Перейти на Готовые решения ИДЗ Рябушко (по вариантам)

Решение задач по высшей математике на заказ

5. Найти общее решение дифференциального уравнения.

5.0 x2y2y΄ + y3x = 1

Разделим обе части уравнения на x2y2

x 2 y2 y

 

y3 x

 

1

x 2 y2

 

x 2 y2

x 2 y2

 

 

 

 

y

y

 

 

 

1

 

 

 

x

x 2 y2

 

 

 

 

 

 

 

Данное уравнение является уравнением Бернулли. Решаем его с помощью подстановки y u x x

Имеем: y u u

Тогда

u u

u

 

 

1

 

 

 

 

x 2 u 2 2

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1)

u u

 

 

x 2 u 2

2

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Находим функцию x из условия x

0

 

d

 

 

d

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

d

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n n

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подставляем полученное выражение для x в уравнение (1)

u

1

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

2

 

 

 

2

1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

u

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

du x dx u 2

u 2 du xdx

Интегрируем обе части последнего равенства:

u 2du xdx

Интеграл левой части:

u 2du u 2du

u 2 1

C

u3

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 1

3

 

 

 

 

Тогда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u3

 

x 2

C u

3

3x 2

C u 3

3x 2

C

 

 

 

 

 

3

2

 

2

 

 

2

 

Окончательно находим, что общее решение исходного уравнения определяется формулой:

y

1

3

3x 2

C

x

2