AMKbook.Net Задачи должны иметь решение

Задача №2182

Условие

Найти общий интеграл дифференциального уравнения \(\displaystyle{20xdx-3ydy=3x^2ydy-5xy^2dx}\). (Ответ представить в виде \(\displaystyle{\psi(x,y)=C}\).)

Решение

\[ 20xdx+5xy^2dx=3x^2ydy+3ydy;\quad 5x\left(4+y^2\right)dx=3y\left(x^2+1\right)dy. \]

Это дифференциальное уравнение с разделяющимися переменными. Разделяем переменные, после чего интегрируем:

\[ \frac{5x\,dx}{x^2+1}=\frac{3y\,dy}{y^2+4};\quad \int\frac{5x\,dx}{x^2+1}=\int\frac{3y\,dy}{y^2+4};\quad 5\int\frac{d\left(x^2+1\right)}{x^2+1}=3\int\frac{d\left(y^2+4\right)}{y^2+4};\\ 5\ln\left(x^2+1\right)=3\ln\left(y^2+4\right)+\ln{C};\quad \ln\frac{\left(x^2+1\right)^5}{\left(y^2+4\right)^3}=\ln{C}. \]

Здесь \(\displaystyle{C\gt{0}}\). Из последнего равенства получаем общий интеграл заданного уравнения: \(\displaystyle{\frac{\left(x^2+1\right)^5}{\left(y^2+4\right)^3}=C}\).

Ответ:

\(\displaystyle{\frac{\left(x^2+1\right)^5}{\left(y^2+4\right)^3}=C}\)

Источники задачи

Задачник №6Кузнецов "Сборник заданий по высшей математике"
Раздел №5Дифференциальные уравнения
Параграф №3Расчётные задания
Задача №1
Пункт №31