Задача №1845
Условие
Найти общее решение уравнения \(\displaystyle{y'=\frac{y^2}{x^2}-2}\).
Решение
Осуществляя замену \(\displaystyle{y=ux}\), \(\displaystyle{y=u'x+u}\), получим:
Рассмотрим случай \(\displaystyle{u^2-u-2=0}\), т.е. \(\displaystyle{u=-1}\) или \(\displaystyle{u=2}\). Непосредственной подстановкой убеждаемся, что данные функции являются решениями уравнения \(\displaystyle{xdu=\left(u^2-u-2\right)dx}\). Соответственно, функции \(\displaystyle{y=-x}\) и \(\displaystyle{y=2x}\) – решения исходного уравнения.
Исключая варианты \(\displaystyle{u=-1}\), \(\displaystyle{u=2}\) и полагая \(\displaystyle{C_1\gt{0}}\), получим:
Раскрывая модули и переобозначая \(\displaystyle{C=\pm{C_1}}\), \(\displaystyle{C\neq{0}}\), получим:
Полагая \(\displaystyle{C=0}\) в найденном выражении, получим \(\displaystyle{y=2x}\).
Ответ:
\(\displaystyle{y=\frac{Cx^4+2x}{1-Cx^3}}\), \(\displaystyle{y=-x}\).
Источники задачи
| Задачник №1 | Берман "Сборник задач по курсу математического анализа" |
| Глава №14 | Дифференциальные уравнения |
| Параграф №1 | Уравнения первого порядка |
| Задача №3934 |