logowanie

matematyka » forum » forum zadaniowe - uczelnie wyższe » zadanie

Rachunek różniczkowy i całkowy, zadanie nr 3563

ostatnie wiadomości  |  regulamin  |  latex

AutorZadanie / Rozwiązanie

imagiinee
postów: 3
2015-07-06 20:56:38

Pilnie potrzebuję pomocy z rozwiązaniem dwóch równań różniczkowych metodą uzmienniania stałej, byłabym wdzięczna za pomoc :)
1)xy'- 2y = x+1
2)y' + y/x = 3


tumor
postów: 8070
2015-07-06 21:14:57

Rozwiązujemy równanie jednorodne

$xy`=2y$
$\frac{y`}{y}=\frac{2}{x}$
całkujemy
$ln|y|=2lnx+c_0$
$y=cx^2=\varphi(x)$

Teraz uzmienniamy stałą c, czyli
$y=c(x)x^2$
liczymy pochodną
$y`=c`(x)x^2+c(x)2x$
i podstawiamy wszystko do wyjściowego równania
$xy`-2y=x+1$
$xc`(x)x^2+c(x)2x^2-2c(x)x^2=x+1$
redukujemy
$xc`(x)x^2=x+1$
dzielimy przez $x^3$
$c`(x)=\frac{1}{x^2}+\frac{1}{x^3}$
i całkujemy by wyliczyć $c(x) $
$c(x)=-\frac{1}{x}-\frac{1}{2x^2}$
wówczas
$y=c(x)x^2=-x-\frac{1}{2}=\phi(x)$

rozwiązaniem równania różniczkowego jest
$y=\varphi(x)+\phi(x)=cx^2-x-\frac{1}{2}$

Drugi przykład Ty robisz, my sprawdzamy, czy dobrze. ;)


imagiinee
postów: 3
2015-07-06 21:49:15

ok, zrobiłam tak ale pewnie coś jest nie tak :D
oznaczenia na wzór tego, co mi na studiach pokazali jak coś

y' + y/x = 3
y' + y/x = 0
po całkowaniu:
ln|y| = -ln|x|
y= C 1/x
y' = C'(y) 1/x + C(y) 1/x^{2}
C'(y) + C(y)x + 1/x C(y) = 3x
C'(y) = 3x
C(y) = 3/2 x^{2}
y = 1/x 3/2 x^{2} = 3/2 x
y= C 1/x + 3/2 x


tumor
postów: 8070
2015-07-06 22:12:50

ja bym robił
$y' = C'(x) *1/x -C(x)* 1/x^{2}$, bo pochodna z $x^{-1}$ to $-x^{-2}$
następnie

$C'(x) *1/x -C(x) *1/x^{2}+C(x)*1/x^2=3$
czyli
$C`(x)=3x$
$C(x)=3x^2/2$

ostatecznie $y=C*\frac{1}{x}+3x/2$

Wynik mamy zatem podobny. Zastanawia mnie jednak, dlaczego masz
C'(y) + C(y)x + 1/x C(y) = 3x
C'(y) = 3x
Bo mi się wcale nie widzi, że pierwsza z tych linii skutkuje drugą.
No i zawsze się spotykałem z tym, że C jest funkcją x, a nie y. Ktoś by mi musiał wyjaśnić, dlaczego y.


imagiinee
postów: 3
2015-07-06 22:53:46

pewnie miało być x, ale tacy ambitni ludzie mi to usiłowali tłumaczyć :D
a te linie, to nie miałam zielonego pojęcia jak to zredukować, więc tak sobie na ślepo wyleciało, a teraz już widzę jak miało być :) grunt, że wynik ok :D

strony: 1

Prawo do pisania przysługuje tylko zalogowanym użytkownikom. Zaloguj się lub zarejestruj





© 2019 Mariusz Śliwiński      o serwisie | kontakt   drukuj