Math Problem Statement

(d^2 y)/〖dx〗^2 -1=0; y=2;y^'=0 при х=0 найти частное решение уравнения

Solution

Дано дифференциальное уравнение:
d2ydx21=0\frac{d^2 y}{dx^2} - 1 = 0 с начальными условиями:
y(0)=2,y(0)=0.y(0) = 2, \quad y'(0) = 0.

1. Найдём общее решение

Рассмотрим уравнение: d2ydx2=1.\frac{d^2 y}{dx^2} = 1. Интегрируем его один раз: dydx=x+C1.\frac{dy}{dx} = x + C_1. Интегрируем ещё раз: y=x22+C1x+C2.y = \frac{x^2}{2} + C_1 x + C_2. Таким образом, общее решение: y(x)=x22+C1x+C2.y(x) = \frac{x^2}{2} + C_1 x + C_2.

2. Найдём частное решение, используя начальные условия

Условие y(0)=2y(0) = 2

Подставляем x=0x = 0: 2=022+C10+C2.2 = \frac{0^2}{2} + C_1 \cdot 0 + C_2. Получаем C2=2C_2 = 2.

Условие y(0)=0y'(0) = 0

Находим производную: y(x)=x+C1.y'(x) = x + C_1. Подставляем x=0x = 0: 0=0+C1C1=0.0 = 0 + C_1 \Rightarrow C_1 = 0.

3. Частное решение

Подставляем найденные значения C1C_1 и C2C_2 в общее решение: y(x)=x22+2.y(x) = \frac{x^2}{2} + 2.

Ответ:
y(x)=x22+2.y(x) = \frac{x^2}{2} + 2.


Хочешь разбор с графиком или проверку?

Вот 5 похожих задач для практики:

  1. Решить d2ydx2+4=0\frac{d^2 y}{dx^2} + 4 = 0 при y(0)=1,y(0)=2y(0) = 1, y'(0) = -2.
  2. Найти общее решение d2ydx2=2x\frac{d^2 y}{dx^2} = 2x.
  3. Найти частное решение d2ydx23y=0\frac{d^2 y}{dx^2} - 3y = 0 при y(0)=2,y(0)=1y(0) = 2, y'(0) = 1.
  4. Решить уравнение y+y=0y'' + y = 0 с начальными условиями y(0)=1,y(0)=0y(0) = 1, y'(0) = 0.
  5. Найти решение y2y+y=0y'' - 2y' + y = 0 при y(1)=0,y(1)=3y(1) = 0, y'(1) = 3.

💡 Совет: Всегда проверяй частное решение, подставляя его в исходное уравнение!

Ask a new question for Free

By Image

Drop file here or Click Here to upload

Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Differential Equations
Initial Value Problems
Second-Order Differential Equations

Formulas

General solution of a second-order differential equation
Integration of a constant
Application of initial conditions to determine constants

Theorems

Theory of Ordinary Differential Equations
Initial Value Theorem

Suitable Grade Level

University Level - Differential Equations Course