Dzień dobry, jak rozwiązać takie zadanie?
\((y-1)\cdot y''=2(y')^2\)
Co mamy tutaj podstawić, jeżeli nie mamy żadnego x? Prosiłabym o wytłumaczenie.
Równanie różniczkowe II stopnia
Otrzymałeś(aś) rozwiązanie do zamieszczonego zadania? - podziękuj autorowi rozwiązania! Kliknij
-
- Expert
- Posty: 6280
- Rejestracja: 04 lip 2014, 14:55
- Podziękowania: 83 razy
- Otrzymane podziękowania: 1524 razy
- Płeć:
Re: Równanie różniczkowe II stopnia
Obawiam się, że bez zaznajomienia się samodzielnie z podstawami rachunku różniczkowego nie dasz rady.
Polecam Krysickiego, Włodarskiego - Analiza tom 2
Polecam Krysickiego, Włodarskiego - Analiza tom 2
Spoiler
y = f(x)
Pomoc w rozwiązywaniu zadań z fizyki, opracowanie statystyczne wyników "laborek", przygotowanie do klasówki, kolokwium, matury z matematyki i fizyki itd.
mailto: korki_fizyka@tlen.pl
mailto: korki_fizyka@tlen.pl
-
- Fachowiec
- Posty: 1849
- Rejestracja: 01 sty 2021, 09:38
- Podziękowania: 3 razy
- Otrzymane podziękowania: 458 razy
Re: Równanie różniczkowe II stopnia
\( (y-1) y''=2(y')^2 \ \ (1) \)
Nie musi występować \( x, \) aby można było wykonać podstawienie.
Jest to równanie różniczkowe-zwyczajne drugiego rzędu nieliniowe.
Obniżamy, rząd równania o jeden podstawieniem \( z= y', \) przyjmując \( y \) za zmienną niezależną, mamy
\( y^{''} = \frac{dz}{dy} z \)
Równanie przyjmuje postać:
\( (y-1)\frac{dz}{dy}z = 2z^2\)
Upraszczamy przez \( z \) (równość \( z= 0 \) daje \( y = const, \) co odrzucamy, bo \( y \) przyjęliśmy za zmienną niezależną).
\( (y-1)\frac{dz}{dy} =2z.\)
Rozdzielamy zmienne
\(\frac{dz}{z} = \frac{2dy}{y-1} \)
Całkujemy obustronnie
\( \int \frac{dz}{z} = \int \frac{2}{y-1}dy, \)
Znajdujemy \( z \)
\( \ln|z|= 2\ln|y-1| + \ln(|a|) \)
\( \frac{z}{(y-1)^2} =a \)
Wracając do funkcji \( y \)
\( \frac{y'}{(y-1)^2} = a\)
Jest to całka pierwsza równania równania\( (1) \)
Całkując jeszcze, raz znajdujemy całkę ogólną (rozwiązanie ogólne) równania
\(\int \frac{y'}{(y-1)^2}dy = \int a dx \)
\( \frac{1}{1-y} = ax +b \)
Stąd
\( 1- y = \frac{1}{ax + b} \)
\( y (x) = 1 -\frac{1}{ax + b} \)
\( y(x) = \frac{ax + b - 1}{ax + b}. \)
Nie musi występować \( x, \) aby można było wykonać podstawienie.
Jest to równanie różniczkowe-zwyczajne drugiego rzędu nieliniowe.
Obniżamy, rząd równania o jeden podstawieniem \( z= y', \) przyjmując \( y \) za zmienną niezależną, mamy
\( y^{''} = \frac{dz}{dy} z \)
Równanie przyjmuje postać:
\( (y-1)\frac{dz}{dy}z = 2z^2\)
Upraszczamy przez \( z \) (równość \( z= 0 \) daje \( y = const, \) co odrzucamy, bo \( y \) przyjęliśmy za zmienną niezależną).
\( (y-1)\frac{dz}{dy} =2z.\)
Rozdzielamy zmienne
\(\frac{dz}{z} = \frac{2dy}{y-1} \)
Całkujemy obustronnie
\( \int \frac{dz}{z} = \int \frac{2}{y-1}dy, \)
Znajdujemy \( z \)
\( \ln|z|= 2\ln|y-1| + \ln(|a|) \)
\( \frac{z}{(y-1)^2} =a \)
Wracając do funkcji \( y \)
\( \frac{y'}{(y-1)^2} = a\)
Jest to całka pierwsza równania równania\( (1) \)
Całkując jeszcze, raz znajdujemy całkę ogólną (rozwiązanie ogólne) równania
\(\int \frac{y'}{(y-1)^2}dy = \int a dx \)
\( \frac{1}{1-y} = ax +b \)
Stąd
\( 1- y = \frac{1}{ax + b} \)
\( y (x) = 1 -\frac{1}{ax + b} \)
\( y(x) = \frac{ax + b - 1}{ax + b}. \)