FAQ Infinity

Помогите, пожалуйста, решить дифференциальное уравнение 1-го порядка

Дано дифференциальное уравнение 1-го порядка:

y' + y/x = 2e^(x^2)

Необходимо его решить.

Решение

Для начала, приведём уравнение к виду, который легче интегрировать:

y' + y/x = 2e^(x^2)

y' = 2e^(x^2) - y/x

Теперь воспользуемся методом разделения переменных:

(dy)/(dx) = 2e^(x^2) - y/x

(dy)/(2e^(x^2) - y/x) = dx/x

Проинтегрируем обе части выражения:

∫(dy)/(2e^(x^2) - y/x) = ∫(dx/x)

Найдём первообразные:

где C1 - произвольная постоянная интегрирования.

Немного преобразуем уравнение, чтобы исключить логарифм:

|2e^(x^2) - y/x| = e^(C1)*|x|

Выразим y:

y/x - 2e^(x^2) = Ce^(x), где С = +/- e^(C1)

Таким образом, общее решение уравнения имеет вид:

y = x(2e^(x^2) + Ce^(x))

Вывод

Полученное решение можно проверить, продифференцировав его и подставив в исходное уравнение. Результат должен совпасть с правой частью уравнения.