AMKbook.Net Задачи должны иметь решение

Задача №1844

Условие

Решить уравнение \(\displaystyle{y'\sqrt{1+x+y}=x+y-1}\).

Решение

Полагая \(\displaystyle{u=\sqrt{x+y+1}}\), \(\displaystyle{u\ge{0}}\), получим \(\displaystyle{y=u^2-x-1}\), \(\displaystyle{y'=2uu'-1}\).

\[ \left(2uu'-1\right)u=u^2-2;\; 2u^2\cdot{u'}=u^2+u-2. \]

Перед разделением переменных рассмотрим случай \(\displaystyle{u^2+u-2=0}\), т.е. \(\displaystyle{u=1}\). Непосредственной проверкой несложно убедиться, что эта функция является решением уравнения \(\displaystyle{2u^2\cdot{u'}=u^2+u-2}\). Следовательно, функция \(\displaystyle{y=-x}\) является решением исходного уравнения. При условии \(\displaystyle{u\neq{1}}\), получим:

\[ \int\frac{2u^2}{u^2+u-2}=\int{dx};\\ 2u+\frac{2}{3}\ln|u-1|-\frac{8}{3}\ln(u+2)=x+C. \]

Ответ:

\(\displaystyle{2u+\frac{2}{3}\ln|u-1|-\frac{8}{3}\ln(u+2)=x+C}\), где \(\displaystyle{u=\sqrt{x+y+1}}\).

Источники задачи

Задачник №1Берман "Сборник задач по курсу математического анализа"
Глава №14Дифференциальные уравнения
Параграф №1Уравнения первого порядка
Задача №3933