AMKbook.Net Задачи должны иметь решение

Задача №2164

Условие

Найти общий интеграл дифференциального уравнения \(\displaystyle{2xdx-2ydy=x^2ydy-2xy^2dx}\). (Ответ представить в виде \(\displaystyle{\psi(x,y)=C}\)).

Решение

\[ x^2ydy+2ydy=2xy^2dx+2xdx;\\ y\left(x^2+2\right)dy=2x\left(y^2+1\right)dx. \]

Это дифференциальное уравнение с разделяющимися переменными. Разделяя переменные и интегрируя, получим:

\[ \frac{ydy}{y^2+1}=\frac{2xdx}{x^2+2};\\ \int\frac{ydy}{y^2+1}=\int\frac{2xdx}{x^2+2};\; \frac{1}{2}\int\frac{d\left(y^2+1\right)}{y^2+1}=\int\frac{d\left(x^2+2\right)}{x^2+2}.\\ \frac{1}{2}\ln\left(y^2+1\right)=\ln\left(x^2+2\right)+\ln{C};\; \ln\frac{\sqrt{y^2+1}}{x^2+2}=\ln{C}. \]

Здесь \(\displaystyle{C\gt{0}}\). Из последнего равенства получаем общий интеграл заданного уравнения: \(\displaystyle{\frac{\sqrt{y^2+1}}{x^2+2}=C}\).

Ответ:

\(\displaystyle{\frac{\sqrt{y^2+1}}{x^2+2}=C}\)

Источники задачи

Задачник №6Кузнецов "Сборник заданий по высшей математике"
Раздел №5Дифференциальные уравнения
Параграф №3Расчётные задания
Задача №1
Пункт №13