Hogyan lehet megoldani az elválasztható differenciálegyenletet, és megtalálni az y ( 4) = 3 kezdeti feltételnek megfelelő megoldást?

Hogyan lehet megoldani az elválasztható differenciálegyenletet, és megtalálni az y ( 4) = 3 kezdeti feltételnek megfelelő megoldást?
Anonim

Válasz:

Általános megoldás: #color (piros) ((4y + 13) ^ (1/2) -2x = C_1) "" #

Különleges megoldás: #COLOR (kék) ((4Y + 13) ^ (1/2) -2x = 13) #

Magyarázat:

Az adott differenciálegyenletből #Y '(x) = sqrt (4Y (x) +13) #

vegye figyelembe, hogy #y '(x) = dy / dx # és #Y (x) = y #, ebből adódóan

# Dy / dx = sqrt (4Y + 13) #

felosztja mindkét oldalt #sqrt (4Y + 13) #

# Dy / dx (1 / sqrt (4Y + 13)) = sqrt (4Y + 13) / sqrt (4Y + 13) #

# Dy / dx (1 / sqrt (4Y + 13)) = 1 #

Szorozzuk mindkét oldalt # # Dx

# Dx * dy / dx (1 / sqrt (4Y + 13)) = dx * 1 #

#cancel (dx) * dy / törlés (dx) (1 / sqrt (4Y + 13)) = dx * 1 #

# Dy / sqrt (4Y + 13) = dx #

átültetés # # Dx balra

# Dy / sqrt (4Y + 13) -dx = 0 #

mindkét oldalon integrálva a következő eredményeket kapjuk

#int dy / sqrt (4y + 13) -int dx = int 0 #

# 1/4 * int (4y + 13) ^ (- 1/2) * 4 * dy-int dx = int 0 #

# 1/4 * (4Y + 13) ^ (- 1/2 + 1) / ((1-1 / 2)) - X = C_0 #

# 1/2 * (4Y + 13) ^ (1/2) -X = C_0 #

# (4Y + 13) ^ (1/2) -2x = 2 * C_0 #

#color (piros) ((4y + 13) ^ (1/2) -2x = C_1) "" #Általános megoldás

De #Y (-4) = 3 # azt jelenti, hogy mikor # X = -4 #, # Y = 3 #

Most megoldhatjuk # # C_1 megoldani az adott megoldást

# (4Y + 13) ^ (1/2) -2x = C_1 #

# (4 (3) +13) ^ (1/2) -2 (-4) = C_1 #

# C_1 = 13 #

Ezért különleges megoldásunk

#COLOR (kék) ((4Y + 13) ^ (1/2) -2x = 13) #

Isten áldja …. Remélem, a magyarázat hasznos.

Válasz:

# Y = x ^ 2 + 13x + 36 #, val vel #Y> = - 13/4 #.

Magyarázat:

#Y> = - 13/4 #, csinálni #sqrt (4Y + 13) # igazi..

átrendezése, #X '(y) = 1 / sqrt (4Y + 13) #

Így, # x = int 1 / sqrt (4y + 13) dy #

# = (4/2) sqrt (4y + 13) + C #

használata #y = 3, amikor x = -4, C = -`13 / 2 #

Így. #x = (1/2) (sqrt (4y + 13) - 13) #

Fordítva. #y = (1/4) ((2x + 13) ^ 2 - 13) = x ^ 2 + 13x + 36 #