Вопрос задан 02.07.2023 в 03:26. Предмет Математика. Спрашивает Котикова Тина.

Y'+y/2x =x^2, y(1)=1

0 0
Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Внимание! Ответы на вопросы дают живые люди. Они могут содержать ошибочную информацию, заблуждения, а также ответы могут быть сгенерированы нейросетями. Будьте внимательны. Если вы уверены, что ответ неверный, нажмите кнопку "Пожаловаться" под ответом.
Отвечает Гордаев Иван.

Ответ:

\displaystyle y(x)= \frac27x^3+ \frac5{7\sqrt x}

Пошаговое объяснение:

Найдем сначала общее решение дифференциального уравнения

\displaystyle y'(x)+\dfrac{y(x)}{2x}=x^2\\\frac{dy(x)}{dx}+\frac{y(x)}{2x}=x^2\\\sqrt x\frac{dy(x)}{dx}+\frac{y(x)}{2\sqrt x}=x^{\frac52}\\\sqrt x\frac{dy(x)}{dx}+\frac{d2\sqrt x}{dx}y(x)=x^{\frac52}\\\frac d{dx}(\sqrt x y(x))=x^\frac{5}{2}\\\frac d{dx}(\sqrt x y(x))dx=x^\frac{5}{2}dx\\\int\frac d{dx}(\sqrt x y(x))dx=\int x^\frac{5}{2}dx\\\sqrt xy(x)=\frac27x^\frac72+c\\y(x)=\frac27x^3+\frac c{\sqrt x}

Чтобы найти частное решение, надо решить уравнение

\displaystyle y(1)=1\\y(1)=\frac271^3+\frac c{\sqrt 1}=1\\\frac271^3+\frac c{\sqrt 1}=1\\\frac27+c=1\\c=1-\frac27\\c=\frac57

Подставим вместо с это значение и получим решение

0 0
Отвечает нейросеть ChatGpt. Будьте внимательны, ответы нейросети могут содержать ошибочные или выдуманные данные.

This is a first-order linear ordinary differential equation, and we can solve it using an integrating factor. The equation is in the form:

dydx+y2x=x2\frac{dy}{dx} + \frac{y}{2x} = x^2

To solve this equation, we'll follow these steps:

Step 1: Write the equation in standard form dydx=y2x+x2\frac{dy}{dx} = -\frac{y}{2x} + x^2

Step 2: Identify the integrating factor The integrating factor (IFIF) for this equation is given by the exponential of the integral of the coefficient of yy with respect to xx: IF=e12xdx=e12ln(x)=1xIF = e^{\int -\frac{1}{2x} \,dx} = e^{-\frac{1}{2} \ln(x)} = \frac{1}{\sqrt{x}}

Step 3: Multiply both sides of the equation by the integrating factor 1xdydx+y2xx=x32\frac{1}{\sqrt{x}} \cdot \frac{dy}{dx} + \frac{y}{2x\sqrt{x}} = x^{\frac{3}{2}}

Step 4: Recognize the left side as the derivative of (yx)\left(\frac{y}{\sqrt{x}}\right) ddx(yx)=x32\frac{d}{dx} \left(\frac{y}{\sqrt{x}}\right) = x^{\frac{3}{2}}

Step 5: Integrate both sides ddx(yx)dx=x32dx\int \frac{d}{dx} \left(\frac{y}{\sqrt{x}}\right) \,dx = \int x^{\frac{3}{2}} \,dx yx=25x52+C\frac{y}{\sqrt{x}} = \frac{2}{5} x^{\frac{5}{2}} + C

Step 6: Solve for yy y=25x3x+Cxy = \frac{2}{5} x^3\sqrt{x} + C\sqrt{x}

Step 7: Use the initial condition to solve for CC Given the initial condition y(1)=1y(1) = 1, we can substitute it into the equation: 1=25131+C11 = \frac{2}{5} \cdot 1^3\sqrt{1} + C\sqrt{1} 1=25+C1 = \frac{2}{5} + C C=35C = \frac{3}{5}

So, the solution to the initial value problem is: y=25x72+35x12y = \frac{2}{5} x^{\frac{7}{2}} + \frac{3}{5} x^{\frac{1}{2}}

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Математика

Последние заданные вопросы в категории Математика

Предметы
Задать вопрос