Równanie różniczkowe:

[tex]2x^{2} \frac{dy}{dx} = y[/tex]

Poległem na całkowaniu. Czy mógłby ktoś rozpisać ten przykład bardzo dokładnie ze wzorami? PLS.(Studia)



Odpowiedź :

Rozwiązanie:

Równanie:

[tex]2x^{2}y'=y[/tex]

Najpierw rozdzielamy zmienne:

[tex]$2x^{2}\frac{dy}{dx}=y$\\[/tex]

[tex]$2\frac{dy}{dx}=\frac{y}{x^{2}}[/tex]

[tex]$2dy=\frac{y}{x^{2}}dx[/tex]

[tex]$2\frac{dy}{y} =\frac{1}{x^{2}}dx[/tex]

Aby takie równanie rozwiązać należy je obustronnie scałkować:

[tex]$\int\, 2\frac{dy}{y} =\int\, \frac{1}{x^{2}}dx[/tex]

Wyrzucamy stałą przed całkę z lewej strony:

[tex]$2\int\, \frac{dy}{y} =\int\, \frac{1}{x^{2}}dx[/tex]

Są to standardowe całki - lewą całkę obliczymy stosując wzór:

[tex]$\int \frac{1}{x} dx =ln|x|+C[/tex]

Natomiast całkę po prawej obliczamy ze wzoru:

[tex]$\int {x^{n}} \, dx =\frac{x^{n+1}}{n+1} +C[/tex]

Zatem mamy:

[tex]$2ln|y|=-\frac{1}{x}+C[/tex]

Pozostało wyznaczyć [tex]y[/tex] :

[tex]$ln|y|=-\frac{1}{2x} +C[/tex]

Teraz przykładamy obustronnie funkcję odwrotną, czyli eksponentę:

[tex]$e^{ln{|y|}}=e^{-\frac{1}{2x}+C}[/tex]

[tex]$|y|=e^{-\frac{1}{2x}+C}[/tex]

Zatem ostatecznie:

[tex]$y=e^{-\frac{1}{2x}} \cdot C[/tex]