Задать свой вопрос   *более 50 000 пользователей получили ответ на «Решим всё»

Задача 59193 Нужно найти общий интеграл...

Условие

Нужно найти общий интеграл дифференциального уравнения. [m](xe^x+\frac{y}{x^2})dx-\frac{1}{x}dy=0[/m]
Во вложении есть решение, пожалуйста распишите все в правильном порядке, и без лишних слов

математика ВУЗ 261

Решение

[m](xe^{x}+\frac{y}{x^2})dx−\frac{1}{x}dy=0[/m]


[m]P(x;y)=xe^{x}+\frac{y}{x^2}[/m]; [m]Q(x;y)=-\frac{1}{x}[/m].

Найдем:

[m]\frac{ ∂ P}{ ∂y} =(xe^{x}+\frac{y}{x^2})`_{y}=(xe^{x})`_{y}+(\frac{y}{x^2})`_{y}=0+\frac{1}{x^2}\cdot (y`)`_{y}=0+\frac{1}{x^2}\cdot 1=\frac{1}{x^2}[/m]

[m]\frac{ ∂ Q}{ ∂x}=(-\frac{1}{x})`-{x}=-1\cdot (x^{-1})`_{x}=-1\cdot (-1)\cdot x^{-2}=\frac{1}{x^2}[/m]


[m]\frac{ ∂ P}{ ∂y}=\frac{ ∂ Q}{ ∂x}[/m] ⇒

данное уравнение является уравнением в полных дифференциалах ( cм определение в скрине...)

Значит, левая часть уравнения дифференциал какой-то функции u=u(x;y)


[m]P(x;y)dx+Q(x;y)dy=du(x;y)[/m]


[m]du(x;y)=0[/m]



Так как [m]du(x;y)=\frac{∂ u}{ ∂ x}dx+\frac{∂ u}{ ∂ y}dy[/m]

то


[m]\frac{∂ u}{ ∂ x}=P(x;y) [/m]

[m]\frac{∂ u}{ ∂ y}=Q(x;y)[/m]



[m]\frac{∂ u}{ ∂ x}=P(x;y) [/m] ⇒ [m]u(x;y)= ∫ P(x;y) dx= ∫ (xe^{x}+\frac{y}{x^2})dx=∫xe^{x}dx +∫ \frac{y}{x^2}dx=[/m]


[m]=x\cdot e^{x}-∫e^{x}dx+y\cdot(-\frac{1}{x}=x\cdot e^{x}-e^{x}-\frac{y}{x} + φ (y)[/m]

Итак

[m]u(x;y)=x\cdot e^{x}-e^{x}-\frac{y}{x} + φ (y)[/m]


Находим производную:


[m]\frac{∂ u}{ ∂ y}=(x\cdot e^{x}-e^{x}-\frac{y}{x}+C(y))`_{y}=0-\frac{1}{x}\cdot (y)`_{y}+C`(y)=-\frac{1}{x}+φ`(y)[/m]


Так как

[m]\frac{∂ u}{ ∂ y}=Q(x;y)[/m]

[m]-\frac{1}{x}+C`(y)=-\frac{1}{x}[/m]

то

[m]φ` (y)=0[/m]

Тогда

[m] φ (y)=C [/m]


О т в е т.

[m]u(x;y)=x\cdot e^{x}-e^{x}-\frac{y}{x} +C[/m]

Написать комментарий

Меню

Присоединяйся в ВК