Найти частное решение дифференциального уравнения первого порядка. xy' + y = x + 1 ;...

0 голосов
139 просмотров

Найти частное решение дифференциального уравнения первого порядка.
xy' + y = x + 1 ; y(1)=0


Математика (82 баллов) | 139 просмотров
Дано ответов: 2
0 голосов
Правильный ответ

Альтернативный способ решения

xy'+y=x+1;\ (xy)'=x+1;\ xy=\int(x+1)\, dx;\ xy=\frac{x^2}{2}+x+C;

y=\frac{x}{2}+1+\frac{C}{x}; y(1)=0\Rightarrow 0=\frac{1}{2}+1+C\Rightarrow
C=-\frac{3}{2};\ y=\frac{x}{2}+1-\frac{3}{2x}

Ответ: y=\frac{x}{2}+1-\frac{3}{2x}

(64.0k баллов)
0 голосов

Это неоднородное дифференциальное уравнение первого порядка.
Решим методом Бернулли
Пусть y = uv, тогда y' = u'v + uv', получаем

x(u'v+uv')+uv=x+1\\ \\ u(v+v'x)+u'vx=x+1

Данный метод состоит из двух этапов :

1) v+v'x=0
Это уравнение с разделяющимися переменными.
v'=- \dfrac{v}{x} отсюда v= \frac{1}{x}

2) Находим u

u'=x+1
Интегрируя, получаем

u= \frac{x^2}{2} +x+C

Тогда общее решение: y= \frac{x}{2} + \frac{C}{x} +1

Найдем теперь частное решение

0 = 1/2 + C + 1

C = -3/2

Частное решение имеет вид: y= \frac{x}{2}- \frac{3}{2x} +1

0

Можете подробно расписать как вы проинтегрировали u' ?

0

u = интеграл (x+1) dx = x^2 + x + C