rozwiązać równanie różniczkowe

Równania różniczkowe i całkowe. Równania różnicowe. Transformata Laplace'a i Fouriera oraz ich zastosowanie w równaniach różniczkowych.
Awatar użytkownika
Szemek
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 4819
Rejestracja: 10 paź 2006, o 23:03
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Gdańsk
Podziękował: 43 razy
Pomógł: 1407 razy

rozwiązać równanie różniczkowe

Post autor: Szemek »

Mam do rozwiązania takie równanie różniczkowe i nie mam pomysłu jak je ugryźć.
Znajdź całkę ogólną równania różniczkowego
\(\displaystyle{ 2\frac{\mbox{d}y}{\mbox{d}x} \sin x + y \cos x = y^3 (x\cos x - \sin x)}\)
Będę wdzięczny przede wszystkim za wskazówki.
luka52
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 8601
Rejestracja: 1 maja 2006, o 20:54
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Kraków
Podziękował: 47 razy
Pomógł: 1816 razy

rozwiązać równanie różniczkowe

Post autor: luka52 »

Równanie Bernoulliego - podziel wpierw przez \(\displaystyle{ y^3}\) i podstaw \(\displaystyle{ p = y^{-2}}\).
Awatar użytkownika
Szemek
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 4819
Rejestracja: 10 paź 2006, o 23:03
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Gdańsk
Podziękował: 43 razy
Pomógł: 1407 razy

rozwiązać równanie różniczkowe

Post autor: Szemek »

Dzięki.

Poniżej zamieszczam swoje rozwiązanie.
\(\displaystyle{ 2\frac{dy}{dx} \sin x + y\cos x = y^3(x\cos x - \sin x) \\
2y^{-3} \frac{dy}{dx} \sin x + y\cos x = x\cos x - \sin x \\
p = y^{-2} \\
\frac{dp}{dx} = -2y^{-3} \frac{dy}{dx} \\
-\frac{dp}{dx}\sin x + p\cos x = x\cos x - \sin x \\
\frac{dp}{dx} - \frac{\cos x}{\sin x} p = 1 - x\frac{\cos x}{\sin x}}\)

Rozwiązuję równanie jednorodne:
\(\displaystyle{ \frac{dp}{dx} = \frac{\cos x}{\sin x} p \\
\frac{dp}{p} = \frac{\cos x}{\sin x} dx \\
\ln|p| = \ln|C\sin x| \\
p = C\sin x}\)

Metoda uzmienniania stałej:
\(\displaystyle{ p = C(x)\sin x \\
\frac{dp}{dx} = C'(x)\sin x + C(x)\cos x \\
C'(x)\sin x + C(x)\cos x - C(x)\cos x = 1 - x\frac{\cos x}{\sin x} \\
C'(x) = \frac{1}{\sin x} - x\frac{\cos x}{\sin^2 x} \\
C(x) = \frac{x}{\sin x} + C_1}\)


\(\displaystyle{ p = x + C_1\sin x \\
y^{-2} = x + C_1\sin x \\
y^2 = \frac{1}{x + C_1 \sin x}}\)
ODPOWIEDZ