Найти общий интеграл дифференциального уравнения dx=2ysqrt(x^2+4)dy-y^2dx

Условие:

Найти общий интеграл дифференцальнрго уравнения dx=2ysqrt(x^2+4)dy-y^2dx

Решение:

Предмет: Математика
Раздел: Дифференциальные уравнения
Тип задачи: Найти общий интеграл дифференциального уравнения

Условие задачи таково: \[ dx = 2y \sqrt{x^2 + 4} \, dy - y^2 \, dx \]

Шаг 1: Упрощаем исходное уравнение

Перепишем данное уравнение более удобно и соберем похожие члены с \ ( dx )\ и \ ( dy )\:

\[ dx + y^2 \, dx = 2y \sqrt{x^2 + 4} \, dy. \]

Вынесем \ ( dx )\ слева за скобку:

\[ (1 + y^2) \, dx = 2y \sqrt{x^2 + 4} \, dy. \]

Шаг 2: Разделение переменных

Теперь постараемся разделить переменные \ ( x )\ и \ ( y )\ так, чтобы их было возможно интегрировать. Для этого выражение нужно разделить на \ ( 1 + y^2 )\:

\[ dx = \frac{2y \sqrt{x^2 + 4}}{1 + y^2} \, dy. \]

Шаг 3: Анализ пути решения

Попробуем выполнить разделение переменных. Заметим, что правую часть уже можно проинтегрировать по \ ( y )\, тогда как левая часть очевидно с интегралом по \ ( x )\.

Левую часть \ ( \,dx )\ интегрируем напрямую:

\[ \int dx = x. \]

Правую часть:

Для правой части было бы удобно провести подстановку для удобства работы с \ ( y )\ или \ ( \sqrt{x^2+4} )\. А также заметим, что исходное уравнение не является точным, и должна быть рассмотрена подстановка для дальнейшего упрощения. Однако полноценное разложение функции...

Не нашли нужного вам решения? Оставьте заявку и наши авторы быстро и качественно помогут вам с решением.
Оставить заявку
Работа вам нужна срочно. Не волнуйтесь, уложимся!

Заполните, пожалуйста, данные для автора:

  • 22423 авторов готовы помочь тебе.
  • 2402 онлайн