微分方程式(du)/ dt =(2t + sec ^ 2t)/(2u)およびu(0)= - 5の特定の解は何ですか?

微分方程式(du)/ dt =(2t + sec ^ 2t)/(2u)およびu(0)= - 5の特定の解は何ですか?
Anonim

回答:

#u ^ 2 = t ^ 2 + tan t + 25#

説明:

#(du)/ dt =(2t + sec ^ 2t)/(2u)#

#2u(du)/ dt = 2t + sec ^ 2t#

#int du qquad 2 u = int dt qquad 2t + sec ^ 2t#

#u ^ 2 = t ^ 2 + tan t + C#

IVを適用する

#( - 5)^ 2 = 2(0)+ tan(0)+ C#

#implies C = 25#

#u ^ 2 = t ^ 2 + tan t + 25#

回答:

#u ^ 2 = t ^ 2 + tant + 25#

説明:

両側を掛けることによって始めなさい #2u# そして #dt# 微分方程式を分離するには:

#2udu = 2t +秒^ 2tdt#

今統合する:

#int2udu = int2t + sec ^ 2tdt#

これらの積分はそれほど複雑ではありませんが、質問がある場合は尋ねることを恐れないでください。彼らは評価する:

#u ^ 2 + C = t ^ 2 + C + tan t + C#

私達はすべてを組み合わせることができます #C#一般定数を1つ作るためのs:

#u ^ 2 = t ^ 2 + tant + C#

初期条件が与えられます #u(0)= - 5# そう:

#( - 5)^ 2 =(0)^ 2 + tan(0)+ C#

#25 = C#

したがって、解決策は #u ^ 2 = t ^ 2 + tant + 25#

回答:

#u(t)= -sqrt(t ^ 2 + tan(t)+25)#

説明:

グループ化変数

#2 u du =(2t + sec ^ 2(t))dt#

両側を統合する

#u ^ 2 = t ^ 2 + tan(t)+ C#

#u(t)= pm sqrt(t ^ 2 + tan(t)+ C)#

初期条件を考慮して

#u(0)= -sqrt(C)= -5-> C = 25#

そして最後に

#u(t)= -sqrt(t ^ 2 + tan(t)+25)#