Вопрос задан 05.07.2023 в 09:58. Предмет Математика. Спрашивает Егорова Саша.

Найти общее решение дифференциального уравнения с разделяющимися переменными y'(1+x^2)=1+y^2

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 Феоктистова Виктория.

 y'\cdot (1+x^2) = 1 + y^2

 \frac{y'}{1+y^2} = \frac{1}{1+x^2}

 \int \frac{y'}{1+y^2}\, dx = \int \frac{dx}{1+x^2}

 \int \frac{dy}{1+y^2} = \int \frac{dx}{1+x^2}

 arctg(y) = arctg(x) + C

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

Для решения данного дифференциального уравнения с разделяющимися переменными, давайте начнем с разделения переменных и последующего интегрирования.

Уравнение: y(1+x2)=1+y2y'(1+x^2) = 1 + y^2

Давайте разделим переменные, переместив все, что содержит y на одну сторону, а все, что содержит x, на другую сторону:

y1+y2=11+x2\frac{y'}{1+y^2} = \frac{1}{1+x^2}

Теперь интегрируем обе стороны уравнения:

y1+y2dy=11+x2dx\int \frac{y'}{1+y^2} \, dy = \int \frac{1}{1+x^2} \, dx

Левую часть можно интегрировать, используя подстановку u=yu = y, du=ydxdu = y' \, dx, а также применив арктангенс:

11+y2dy=11+u2du=arctan(u)+C1\int \frac{1}{1+y^2} \, dy = \int \frac{1}{1+u^2} \, du = \arctan(u) + C_1

Для правой части используем подстановку v=xv = x, dv=dxdv = dx, и интеграл будет арктангенсом также:

11+x2dx=arctan(v)+C2\int \frac{1}{1+x^2} \, dx = \arctan(v) + C_2

Теперь подставим обратные замены для uu и vv и получим:

arctan(y)+C1=arctan(x)+C2\arctan(y) + C_1 = \arctan(x) + C_2

Выразим yy:

arctan(y)=arctan(x)+C\arctan(y) = \arctan(x) + C, где C=C2C1C = C_2 - C_1

Возьмем тангенс от обеих сторон:

y=tan(arctan(x)+C)y = \tan(\arctan(x) + C)

Используя тригонометрическое тождество для суммы аргументов тангенса:

y=tan(arctan(x))+tan(C)1tan(arctan(x))tan(C)y = \frac{\tan(\arctan(x)) + \tan(C)}{1 - \tan(\arctan(x))\tan(C)}

Так как tan(arctan(x))=x\tan(\arctan(x)) = x, получаем:

y=x+tan(C)1xtan(C)y = \frac{x + \tan(C)}{1 - x\tan(C)}

Итак, общее решение данного дифференциального уравнения:

y(x)=x+tan(C)1xtan(C)y(x) = \frac{x + \tan(C)}{1 - x\tan(C)}

где CC - произвольная постоянная.

0 0

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Математика

Последние заданные вопросы в категории Математика

Задать вопрос