Math Problem Statement

معادله دیفرانسیل همگن موجود در عکس را حل نمایید

معادله دیفرانسیل همگن موجود در عکس را حل نمایید

Solution

برای حل معادله دیفرانسیل همگن داده شده:

xdyydxx2+y2du=0x \, dy - y \, dx - \sqrt{x^2 + y^2} \, du = 0

قدم‌های حل:

  1. بازنویسی معادله به صورت استاندارد: معادله را به فرم مشتقات جزئی دسته‌بندی می‌کنیم: dydx=yx+x2+y2x\frac{dy}{dx} = \frac{y}{x} + \frac{\sqrt{x^2 + y^2}}{x} با فرض متغیرهای همگن.

  2. تبدیل به مختصات قطبی: فرض کنید: x=rcosθ,y=rsinθx = r \cos\theta, \quad y = r \sin\theta جایی که: r=x2+y2,tanθ=yxr = \sqrt{x^2 + y^2}, \quad \tan\theta = \frac{y}{x}

  3. تبدیل دیفرانسیل‌ها: dy=rcosθdθ+sinθdrdy = r \cos\theta \, d\theta + \sin\theta \, dr dx=rsinθdθ+cosθdrdx = r \sin\theta \, d\theta + \cos\theta \, dr

    جایگذاری در معادله اصلی و ساده‌سازی جهت حذف متغیرهای اضافی.

  4. جدا کردن متغیرها: با جدا کردن متغیرها rr و θ\theta و انجام انتگرال، به جواب عمومی دست پیدا می‌کنیم.

    آیا می‌خواهید حل دقیق‌تر با تمام مراحل ریاضی نشان داده شود؟

Ask a new question for Free

By Image

Drop file here or Click Here to upload

Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Differential Equations
Homogeneous Functions
Polar Coordinates

Formulas

dy/dx = (y/x) + (sqrt(x^2 + y^2)/x)
x = r*cos(θ), y = r*sin(θ)
r = sqrt(x^2 + y^2), tan(θ) = y/x

Theorems

Homogeneity of Functions
Separation of Variables

Suitable Grade Level

Advanced Undergraduate or Graduate Level