Wie löse ich die trennbare Differentialgleichung und finde die bestimmte Lösung, die die Anfangsbedingung y (–4) = 3 erfüllt?

Wie löse ich die trennbare Differentialgleichung und finde die bestimmte Lösung, die die Anfangsbedingung y (–4) = 3 erfüllt?
Anonim

Antworten:

Allgemeine lösung: #Farbe (rot) ((4J + 13) ^ (1/2) -2x = C_1) "" #

Besondere Lösung: #Farbe (blau) ((4J + 13) ^ (1/2) -2x = 13) #

Erläuterung:

Aus der gegebenen Differentialgleichung #y '(x) = sqrt (4y (x) +13) #

Beachten Sie, dass #y '(x) = dy / dx # und #y (x) = y #, deshalb

# dy / dx = sqrt (4j + 13) #

beide Seiten durch teilen #sqrt (4J + 13) #

# dy / dx (1 / sqrt (4y + 13)) = sqrt (4y + 13) / sqrt (4y + 13) #

# dy / dx (1 / sqrt (4y + 13)) = 1 #

Beide Seiten mit multiplizieren # dx #

# dx * dy / dx (1 / sqrt (4y + 13)) = dx * 1 #

#cancel (dx) * dy / cancel (dx) (1 / sqrt (4y + 13)) = dx * 1 #

# dy / sqrt (4j + 13) = dx #

transponieren # dx # auf der linken Seite

# dy / sqrt (4y + 13) -dx = 0 #

Durch die Integration auf beiden Seiten haben wir die folgenden Ergebnisse

#int dy / sqrt (4y + 13) -int dx = int 0 #

# 1/4 * int (4y + 13) ^ (- 1/2) * 4 * dy-int dx = int 0 #

# 1/4 * (4y + 13) ^ (-1 / 2 + 1) / ((1-1 / 2)) - x = C_0 #

# 1/2 * (4y + 13) ^ (1/2) -x = C_0 #

# (4y + 13) ^ (1/2) -2x = 2 * C_0 #

#Farbe (rot) ((4J + 13) ^ (1/2) -2x = C_1) "" #Allgemeine lösung

Aber #y (-4) = 3 # bedeutet wann # x = -4 #, # y = 3 #

Wir können jetzt lösen für # C_1 # für die bestimmte Lösung zu lösen

# (4y + 13) ^ (1/2) -2x = C_1 #

# (4 (3) +13) ^ (1/2) -2 (-4) = C_1 #

# C_1 = 13 #

Daher ist unsere besondere Lösung

#Farbe (blau) ((4J + 13) ^ (1/2) -2x = 13) #

Gott segne … ich hoffe die Erklärung ist nützlich.

Antworten:

# y = x ^ 2 + 13x + 36 #mit #y> = - 13/4 #.

Erläuterung:

#y> = - 13/4 #zu machen #sqrt (4J + 13) # echt..

Neuordnung, #x '(y) = 1 / sqrt (4y + 13) #

So, # x = int 1 / sqrt (4y + 13) dy #

# = (4/2) sqrt (4y + 13) + C #

Verwenden #y = 3, wenn x = -4, C = -'13 / 2 #

So. #x = (1/2) (Quadrat (4J + 13) - 13) #

Umgekehrt. #y = (1/4) ((2x + 13) ^ 2 - 13) = x ^ 2 + 13x + 36 #