求解常微分方程 xy(y-xy')=x+yy',y(0)=(1/2)*根号2

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/04/27 13:25:12
求解常微分方程 xy(y-xy')=x+yy',y(0)=(1/2)*根号2

求解常微分方程 xy(y-xy')=x+yy',y(0)=(1/2)*根号2
求解常微分方程 xy(y-xy')=x+yy',y(0)=(1/2)*根号2

求解常微分方程 xy(y-xy')=x+yy',y(0)=(1/2)*根号2
方程两边同时除以xy后,用分离变量法
 
 

令y=xu
y'=u+xu',代入原方程得:
x^2u(xu-xu-x^2u')=x+xu(u+xu')
-x^3uu'=1+u^2+xuu'
(-x^3-x)uu'=1+u^2
udu/(1+u^2)=-dx/(x+x^3)
d(u^2)/(1+u^2)=-2dx*[ 1/x-x/(1+x^2)]
d(u^2+1)/(1+u^2)=-2dx...

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令y=xu
y'=u+xu',代入原方程得:
x^2u(xu-xu-x^2u')=x+xu(u+xu')
-x^3uu'=1+u^2+xuu'
(-x^3-x)uu'=1+u^2
udu/(1+u^2)=-dx/(x+x^3)
d(u^2)/(1+u^2)=-2dx*[ 1/x-x/(1+x^2)]
d(u^2+1)/(1+u^2)=-2dx/x+d(x^2)/(1+x^2)
积分:ln(1+u^2)=-2ln|x|+ln(1+x^2)+C1
1+u^2=C(1+x^2)/x^2
x^2+y^2=C(1+x^2)
x=0时,y=√2/2, 代入得:1/2=C
所以x^2+y^2=(1+x^2)/2
即x^2+2y^2=1

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