AMKbook.Net Задачи должны иметь решение

Задача №1831

Условие

Найти общее решение дифференциального уравнения \(\displaystyle{\left(xy^2+x\right)dx+\left(y-x^2y\right)dy=0}\).

Решение

Непосредственной проверкой убеждаемся, что \(\displaystyle{x=-1}\) и \(\displaystyle{x=1}\) – решения данного уравнения. При условии \(\displaystyle{x\neq{\pm{1}}}\) получим:

\[ x\left(y^2+1\right)dx+y\left(1-x^2\right)dy=0;\;\frac{ydy}{y^2+1}=\frac{xdx}{x^2-1}. \]
\[ \int\frac{ydy}{y^2+1}=\int\frac{xdx}{x^2-1};\;\int\frac{d\left(y^2+1\right)}{y^2+1}=\int\frac{d\left(x^2-1\right)}{x^2-1}. \]

При \(\displaystyle{C_1\gt{0}}\) получим:

\[ \ln\left|y^2+1\right|=\ln\left|x^2-1\right|+\ln{C_1};\;\ln\left|y^2+1\right|=\ln\left(C_1\cdot\left|x^2-1\right|\right);\;\left|y^2+1\right|=C_1\left|x^2-1\right|. \]

Раскрывая модули и переобозначая \(\displaystyle{C=\pm{C_1}}\) (здесь \(\displaystyle{C\neq{0}}\)), получим: \(\displaystyle{y^2+1=C\left(x^2-1\right)}\).

Ответ:

\(\displaystyle{y^2+1=C\left(x^2-1\right)}\), \(\displaystyle{x=-1}\), \(\displaystyle{x=1}\).

Источники задачи

Задачник №1Берман "Сборник задач по курсу математического анализа"
Глава №14Дифференциальные уравнения
Параграф №1Уравнения первого порядка
Задача №3901