Тема . Дифференциальные уравнения
.02 Линейные уравнения и уравнения Бернулли
Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела дифференциальные уравнения
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#57638

Решить линейное дифференциальное уравнение

    ∫ x
y =    y(t)dt+ x + 1
     0
Показать ответ и решение

Для начала, у нас тут вообще нет никакой производной искомой функции y  . Но если продифференцировать обе части уравнения, и вспомнить, что производная интеграла с переменным верхним пределом равна значению подынтегральной функции в точке, где мы берем производную, то получим после дифференцирования:

y′(x) = y(x)+ 1

Или

 ′
y −  y = 1

Это - линейное уравнение вида  ′
y(x) + a(x)y = b(x)  . Поэтому нам надо сначала решить исходное уравнение с нулевой правой частью.

1. Сначала решим y′ − y = 0  .

dy       dy         ∫ dy    ∫
---= y,  ---= dx,     ---=    dx
dx        y            y

Таким образом, ln |y| = x+ C  , y = C1ex  .

2. Далее, мы должны по методу варьирования постоянной вместо C1   записать C1 (x)  и подставить решение y = C1(x)ex  в исходное уравнение y′(x) = y(x )+ 1  . Получим:

C′1(x)ex + exC1 (x) = C1 (x)ex + 1

После сокращения, получаем: C′1(x) = 1x
        e  . Таким образом, C1(x) = − e−x + C  . Следовательно, общее решение исходного дифференциального уравнения есть

       −x      x         x
y = (− e   + C)e  = − 1+ e

Далее, из исходного уравнения     ∫x
y =  0 y(t)dt+ x + 1  получаем, что       ∫ 0
y(0) = 0 y(t)dt+ 0+  1 = 0 + 1 = 1  , таким образом, при y = (− e−x + C)ex = − 1+ ex  y(0) = − 1 + C = 1  , следовательно C  = 2  . Значит, мы можем записать в итоге ответ:

      x
y = 2e − 1

Заметим, что мы при этом не потеряли решение, хотя и делели на y  в процессе, поскольку константная функция y ≡ 0  не является решением исходного уравнения

    ∫
      x
y =  0 y(t)dt+ x + 1

- левая часть обнуляется, интеграл справа берется от нуля, то есть тоже обнуляется, а вот x + 1  остаётся.

Ответ:

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное обучение
в Школково

Для детей ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Брянской областей, а также школьникам, находящимся в пунктах временного размещения Крыма обучение на платформе бесплатное.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ или олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!