Co je řešením diferenciální rovnice dy / dx + y = x?

Co je řešením diferenciální rovnice dy / dx + y = x?
Anonim

Odpovědět:

#y = A e ^ -x + x - 1 #

Vysvětlení:

# "Toto je lineární diferenciální rovnice prvního řádu. Existuje obecná technika" #

# "pro řešení tohoto druhu rovnice. Situace je zde jednodušší" # #

#"ačkoli."#

# "Nejprve hledejte řešení homogenní rovnice (=" # "

# "stejná rovnice s pravou stranou rovnou nule:" #

# {dy} / {dx} + y = 0 #

# "Toto je lineární diferenciální rovnice prvního řádu s konstantními koeficienty."

# "Můžeme vyřešit ty se substitucí" y = A e ^ (rx): #

#r A e ^ (rx) + A e ^ (rx) = 0 #

# => r + 1 = 0 "(po dělení přes" A e ^ (rx) ")" #

# => r = -1 #

# => y = A e ^ -x #

# "Pak hledáme konkrétní řešení celé rovnice."

# "Zde máme jednoduchou situaci, protože máme jednoduchý polynom" #

# "na pravé straně rovnice." #

# "Zkoušíme polynom stejného stupně (stupeň 1) jako řešení:" #

#y = x + b #

# => 1 + x + b = x #

# => b = -1 #

# => y = x - 1 "je konkrétní řešení." #

# "Celé řešení je součtem konkrétního řešení, které jsme" #

# "nalezli a řešení homogenní rovnice:" #

# => y = A e ^ -x + x - 1 #

Odpovědět:

# y = Ce ^ (- x) + x-1 #

Vysvětlení:

# dy / dx + y = x #

# y '+ y = x #

# (y '+ y) * e ^ x = xe ^ x #

# (ye ^ x) '= xe ^ x #

# ye ^ x = int xe ^ x * dx #

# ye ^ x = xe ^ x-int e ^ x * dx #

# ye ^ x = (x-1) * e ^ x + C #

# y = Ce ^ (- x) + x-1 #