分離微分方程式を解き、初期条件y(-4)= 3を満たす特定の解を見つける方法は?

分離微分方程式を解き、初期条件y(-4)= 3を満たす特定の解を見つける方法は?
Anonim

回答:

一般的な解決策: #色(赤)((4y + 13)^(1/2)-2x = C_1) ""#

特定の解決策: #色(青)((4y + 13)^(1/2)-2x = 13)#

説明:

与えられた微分方程式から #y '(x)= sqrt(4y(x)+13)#

注意してください #y '(x)= dy / dx# そして #y(x)= y#だから、

#dy / dx = sqrt(4y + 13)#

両側を #sqrt(4y + 13)#

#dy / dx(1 / sqrt(4y + 13))= sqrt(4y + 13)/ sqrt(4y + 13)#

#dy / dx(1 / sqrt(4y + 13))= 1#

両側を掛ける #dx#

#dx * dy / dx(1 / sqrt(4y + 13))= dx * 1#

#cancel(dx)* dy / cancel(dx)(1 / sqrt(4y + 13))= dx * 1#

#dy / sqrt(4y + 13)= dx#

転置 #dx# 左側へ

#dy / sqrt(4y + 13)-dx = 0#

両側で統合すると、次のようになります。

#int dy / sqrt(4y + 13)-int dx = int 0#

#1/4 * int(4y + 13)^( - 1/2)* 4 * dy-int dx = int 0#

#1/4 *(4y + 13)^( - 1/2 + 1)/((1-1-1 / 2)) - x = C_0#

#1/2 *(4y + 13)^(1/2)-x = C_0#

#(4y + 13)^(1/2)-2x = 2 * C_0#

#色(赤)((4y + 13)^(1/2)-2x = C_1) ""#一般的な解決策

しかし #y(-4)= 3# いつを意味する #x = -4#, #y = 3#

我々は今解決することができます #C_1# 特定の解を求める

#(4y + 13)^(1/2)-2x = C_1#

#(4(3)+ 13)^(1/2)-2(-4)= C_1#

#C_1 = 13#

したがって、私たちの特定の解決策は

#色(青)((4y + 13)^(1/2)-2x = 13)#

神のご加護がありますように……。

回答:

#y = x ^ 2 + 13 x + 36#と、 #y> = - 13/4#.

説明:

#y> = - 13/4#、 作る #sqrt(4y + 13)# リアル..

並べ替え、

#x '(y)= 1 /平方(4y + 13)#

そう、 #x = int 1 / sqrt(4y + 13)dy#

#=(4/2)sqrt(4y + 13)+ C#

を使う #y = 3、x = -4、C = -`13 / 2#

そう。 #x =(1/2)(sqrt(4y + 13) - 13)#

逆に。 #y =(1/4)((2x + 13)^ 2 - 13)= x ^ 2 + 13x + 36#