Xy'+y=4x^3 решите уравнение

0 голосов
20 просмотров

Xy'+y=4x^3 решите уравнение


Математика (19 баллов) | 20 просмотров
Дано ответов: 2
0 голосов
Правильный ответ

Альтернативный способ решения.

xy'+y=4x^3;\ (xy)'=4x^3;\ xy=\int 4x^3\, dx;\ xy=x^4+C;\ y=x^3+\frac{C}{x}

(64.0k баллов)
0 голосов
xy'+y=4x^3|:x\\ \\ y'+ \frac{y}{x} =4x^2

Получили линейное неоднородное дифференциальное уравнение первого порядка. 
Воспользуемся методом Бернулли.
Пусть y=uv, тогда y'=u'v+uv', получаем

u'v+uv'+ \frac{uv}{x} =4x^2\\\\ u'v+u(v'+ \frac{v}{x} )=4x^2

Данный метод состоит из двух этапов:

1) v'+\frac{v}{x} =0 - это уравнение с разделяющимися переменными, отсюда v= \frac{1}{x}

2) Находим u

u'=4x^3

Интегрируя обе части уравнения, имеем

u=x^4+C

Обратная замена

y=\frac{1}{x}(x^4+C)=x^3+\frac{C}{x} - общее решение