Hvordan løse den skillbare differensialligningen og finn den spesifikke løsningen som tilfredsstiller den opprinnelige tilstanden y (-4) = 3?

Hvordan løse den skillbare differensialligningen og finn den spesifikke løsningen som tilfredsstiller den opprinnelige tilstanden y (-4) = 3?
Anonim

Svar:

Generell løsning: #color (rød) ((4y + 13) ^ (1/2) -2x = C_1) "" #

Spesiell løsning: #COLOR (blå) ((4y + 13) ^ (1/2) -2x = 13) #

Forklaring:

Fra den gitte differensialligningen #Y '(x) = sqrt (4y (x) 13) #

Legg merke til det #y '(x) = dy / dx # og #Y (x) = y #, derfor

# Dy / dx = sqrt (4y + 13) #

dele begge sider av #sqrt (4y + 13) #

# Dy / dx (1 / sqrt (4y + 13)) = sqrt (4y + 13) / sqrt (4y + 13) #

# Dy / dx (1 / sqrt (4y + 13)) = 1 #

Multipliser begge sider av # Dx #

# * Dx dy / dx (1 / sqrt (4y + 13)) = dx * 1 #

#cancel (dx) * dy / avbryt (dx) (1 / sqrt (4y + 13)) = dx * 1 #

# Dy / sqrt (4y + 13) = dx #

transponere # Dx # til venstre side

# Dy / sqrt (4y + 13) -dx = 0 #

integrering på begge sider har vi følgende resultater

#int dy / sqrt (4y + 13) -int dx = int 0 #

# 1/4 * int (4y + 13) ^ (- 1/2) * 4 * dy-int dx = int 0 #

# 1/4 * (4y + 13) ^ (- 1/2 + 1) / ((1-1 / 2)) - x = C_0 #

# 1/2 * (4y + 13) ^ (1/2) -x = C_0 #

# (4y + 13) ^ (1/2) -2x = 2 * # C_0

#color (rød) ((4y + 13) ^ (1/2) -2x = C_1) "" #Generell løsning

Men #Y (-4) = 3 # betyr når # x = -4 #, # Y = 3 #

Vi kan nå løse for # C_1 # å løse for den spesifikke løsningen

# (4y + 13) ^ (1/2) -2x = C_1 #

# (4 (3) 13) ^ (1/2) -2 (-4) = C_1 #

# C_1 = 13 #

Derfor er vår spesielle løsning

#COLOR (blå) ((4y + 13) ^ (1/2) -2x = 13) #

Gud velsigne …. Jeg håper forklaringen er nyttig.

Svar:

# Y = x ^ 2 + 13x + 36 #, med #Y> = - 13/4 #.

Forklaring:

#Y> = - 13/4 #, å lage #sqrt (4y + 13) # ekte..

omorganisere, #X '(y) = 1 / sqrt (4y + 13) #

Så, # x = int 1 / sqrt (4y + 13) dy #

# = (4/2) sqrt (4y + 13) + C #

Ved hjelp av #y = 3, når x = -4, C = -13 / 2 #

Så. #x = (1/2) (sqrt (4y + 13) - 13) #

Omvendt. #y = (1/4) ((2x + 13) ^ 2 - 13) = x ^ 2 + 13x + 36 #