Matematika/Bernulio diferencialinė lygtis

Iš testwiki.
Pereiti į navigaciją Jump to search

Bernulio diferencialinė lygtis

  • y′+P(x)y=Q(x)ym,
y−my′+P(x)y1−m=Q(x),
y1−m=z, z′=(1−m)y−my′, z′1−m=y−my′,
z′1−m+P(x)z=Q(x),
z′+(1−m)P(x)z=(1−m)Q(x).
Bernulio lygtį galima spręsti panašiai kaip ir pirmosios eilės tiesinę, naudojant keitinį y=uv.


  • xy′+y+x2y2ex=0,
y′+yx=−xy2ex;
y=uv, y′=u′v+uv′,
u′v+uv′+uvx=−xu2v2ex,
v(u′+ux)+uv′=−xu2v2ex;
u′+ux=0,
dudx=−ux,
∫duu=−∫dxx,
ln⁡|u|=−ln⁡|x|,
u=1x;
1xv′=−x⋅1x2v2ex,
v′=−v2ex,
∫dvv2=−∫exdx,
−1v=−(ex+C),
v=1ex+C;
y=uv=1x(ex+C).
  • dydx−3xy=−x3y2,
1y2dydx−3x1y=−x3,
1y=z,−1y2dydx=dzdx,
dzdx+3xz=x3;
šią tiesinę lygtį integruosime konstantos variacijos metodu,
dzdx+3xz=0,
∫dzz=−3∫dxx,
ln⁡|z|=−3ln⁡|x|+ln⁡|C|=ln⁡|Cx−3|,
z=Cx3;
C=C(x), z=C(x)x−3, dzdx=dC(x)dx1x3−3C(x)x4,
dzdx+3xz=dC(x)dx1x3−3C(x)x4+3xC(x)x3=x3,
dC(x)dx1x3=x3,
dC(x)dx=x6,
∫dC(x)=∫x6dx,
C(x)=x77+C1;
z=C(x)x3=x77+C1x3=x47+C1x3,
z=1y,1y=x47+C1x3,
y=1x47+C1x3=1x7+7C17x3=7x3x7+7C1.