A)2yy"-(y')^2=0 B)y"-3y+2y=x-1,y(0)=1 y'(0)=0 помогите пожалуйста???
A)2yy"-(y')^2=0 B)y"-3y+2y=x-1,y(0)=1 y'(0)=0 помогите пожалуйста???
А) не знаю, это сложное нелинейное уравнение.
В) проще.
y'' - 3y' + 2y = x - 1
Линейное неоднородное уравнение 2 порядка.
1) Однородное уравнение
y'' - 3y' + 2y = 0
Характеристическое уравнение
k^2 - 3k + 2 = 0
(k - 1)(k - 2) = 0
k1 = 1; k2 = 2
y0 = C1*e^x + C2*e^(2x)
2) Частное решение неоднородного уравнения
y* = Ax + B
y*' = A; y*'' = 0
0 - 3A + 2(Ax + B) = x - 1
2Ax - 3A + 2B = x - 1
Коэф. у одинаковых степеней должны быть одинаковы.
{ 2A = 1
{ -3A + 2B = -1
Решаем подстановкой
{ A = 1/2
{ 2B = 3A - 1 = 3/2 - 1 = 1/2
Получаем
{ A = 1/2
{ B = 1/4
y* = x/2 + 1/4
3) Общее решение неоднородного уравнения
y = y0 + y* = C1*e^x + C2*e^(2x) + x/2 + 1/4
y' = C1*e^x + 2C2*e^(2x) + 1/2
4) Решаем задачу Коши
y(0) = 1; y'(0) = 0
{ y(0) = C1*e^0 + C2*e^0 + 0/2 + 1/4 = 1
{ y'(0) = C1*e^0 + 2C2*e^0 + 1/2 = 0
Упрощаем
{ C1 + C2 = 3/4
{ c1 + 2C2 = -1/2
Из 2 уравнения вычитаем 1 уравнение
{ C2 = -1/2 - 3/4 = -5/4
{ C1 = 3/4 - C2 = 3/4 + 5/4 = 8/4 = 2
Ответ: y(x) = -5/4*e^x + 2e^(2x) + x/2 + 1/4
а я тогда решу первое.
Обозначим через v(y)=dy(x)/dx.Тогда получим, что d^2y(x)/dx^2=d(dy(x)/d(x))/dx=dv(y)/d(x)*dv(y)/dy=v(y)*v'(y).
Тогда получаем, 2y*v(y)*v'(y)-v^2(y)=0. Вынесем за скобку v(y):
v(y)*(v(y)-2yv'(y))=0
v(y)=0 или v(y)-2yv'(y)=0
2v'(y)/v(y)=1/y.
Проинтегрируем обе части, тогда получим:
2ln(v(y))=en(y)+en(c)
ln(v^2(y))=en(yc)
Или V(Y)=(CY)^(1/2)
Получаем v(y)=0
y'(x)=0
y(x)=c1
v(y)=(cy)^(1/2)
y'(x)=c^(1/2)*y^(1/2. Пусть c^(1/2)=c2
y'/y=c2.
Проинтегрируем обе части, получим:
2*y^(1/2)=c3x+c4
4y=(c3x+c4)^2
y=(c3x+c4)^2/4.
Ответ: y1=c1, y2=(c3x+c4)^2/4
Добавить комментарий