Was ist die Lösung für die Differentialgleichung dy / dx + y = x?

Was ist die Lösung für die Differentialgleichung dy / dx + y = x?
Anonim

Antworten:

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

Erläuterung:

# "Dies ist ein linearer Unterschied erster Ordnung. Es gibt eine allgemeine Technik" #

# "um diese Art von Gleichung zu lösen. Die Situation hier ist einfacher" #

#"obwohl."#

# "Zuerst die Lösung der homogenen Gleichung suchen (= das" #

# "gleiche Gleichung mit rechter Seite gleich Null:" #

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

# "Dies ist eine lineare Differenz erster Ordnung mit konstanten Koeffizienten." #

# "Wir können die mit der Substitution lösen" y = A e ^ (rx): #

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

# => r + 1 = 0 "(nach dem Teilen durch" A e ^ (rx) ")" #

# => r = -1 #

# => y = A e ^ -x #

# "Dann suchen wir eine bestimmte Lösung der gesamten Gleichung." #

# "Hier haben wir eine leichte Situation, da wir ein einfaches Polynom haben" #

# "auf der rechten Seite der Gleichung." #

# "Wir versuchen ein Polynom des gleichen Grades (Grad 1) als Lösung:" #

#y = x + b #

# => 1 + x + b = x #

# => b = -1 #

# => y = x - 1 "ist die besondere Lösung." #

# "Die gesamte Lösung ist die Summe der jeweiligen Lösung" #

# "haben gefunden und die Lösung für die homogene Gleichung:" #

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

Antworten:

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

Erläuterung:

# 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 #