Полноценно готов Третий блок билетов
This commit is contained in:
77
1 курс/2 семестр/Вышмат/Билеты/Раздел 3/4.md
Normal file
77
1 курс/2 семестр/Вышмат/Билеты/Раздел 3/4.md
Normal file
@ -0,0 +1,77 @@
|
||||
>ДУ 1-го порядка с разделяющимися переменными: понятие, метод интегрирования.
|
||||
|
||||
Определение:
|
||||
|
||||
Дифференциальным уравнением 1-го порядка с разделяющимися переменными называется уравнение вида:
|
||||
|
||||
$$
|
||||
y' = f(x)g(y)
|
||||
$$
|
||||
|
||||
где $f(x)$ и $g(y)$ - некоторые функции от переменных $x$ и $y$ соответственно.
|
||||
|
||||
Метод интегрирования дифференциальных уравнений 1-го порядка с разделяющимися переменными состоит в следующем:
|
||||
|
||||
1. Разделим обе части уравнения на $g(y)$:
|
||||
|
||||
$$
|
||||
\frac{y'}{g(y)} = f(x)
|
||||
$$
|
||||
|
||||
2. Интегрируем обе части уравнения по переменной $x$:
|
||||
|
||||
$$
|
||||
\int \frac{y'}{g(y)} dx = \int f(x) dx + C
|
||||
$$
|
||||
|
||||
где $C$ - произвольная постоянная.
|
||||
|
||||
3. Заменим $y'$ на $dy/dx$ и проинтегрируем левую часть уравнения по переменной $y$:
|
||||
|
||||
$$
|
||||
\int \frac{1}{g(y)} dy = \int f(x) dx + C
|
||||
$$
|
||||
|
||||
4. Найдем решение уравнения относительно $y$.
|
||||
|
||||
Пример:
|
||||
|
||||
Рассмотрим следующее дифференциальное уравнение:
|
||||
|
||||
$$
|
||||
y' = \frac{x}{y}
|
||||
$$
|
||||
|
||||
Это уравнение имеет вид $y' = f(x)g(y)$, где $f(x) = x$, $g(y) = 1/y$. Следовательно, это уравнение с разделяющимися переменными.
|
||||
|
||||
Решим это уравнение методом интегрирования:
|
||||
|
||||
1. Разделим обе части уравнения на $g(y)$:
|
||||
|
||||
$$
|
||||
y'y = x
|
||||
$$
|
||||
|
||||
2. Интегрируем обе части уравнения по переменной $x$:
|
||||
|
||||
$$
|
||||
\int y'y dx = \int x dx + C
|
||||
$$
|
||||
|
||||
3. Заменим $y'$ на $dy/dx$ и проинтегрируем левую часть уравнения по переменной $y$:
|
||||
|
||||
$$
|
||||
\int y dy = \int x dx + C
|
||||
$$
|
||||
|
||||
4. Найдем решение уравнения относительно $y$:
|
||||
|
||||
$$
|
||||
\frac{y^2}{2} = \frac{x^2}{2} + C
|
||||
$$
|
||||
|
||||
$$
|
||||
y = \pm \sqrt{x^2 + 2C}
|
||||
$$
|
||||
|
||||
Ответ: Решение нашего дифференциального уравнения имеет вид $y = \pm \sqrt{x^2 + 2C}$.
|
Reference in New Issue
Block a user