Math Problem Statement

Укажите общее (2x + 1) * dy + y ^ 2 * dx = 0 :

решение дифференциального

уравнения

y = ln|2x + C|

b. y = 2/(ln|2x + 1| + C)

Oc y = - 1/(2x - C)

Od. y = 2 * ln|2x + 1| + C

O e.

y = 1/(ln|2x + 1|)

Solution

Рассмотрим дифференциальное уравнение:

(2x+1)dy+y2dx=0.(2x + 1) \, dy + y^2 \, dx = 0.

Для решения уравнения приведем его к разделяющему виду.


Преобразование уравнения:

dydx=y22x+1.\frac{dy}{dx} = -\frac{y^2}{2x + 1}.

Это уравнение является уравнением с разделяющимися переменными. Разделим переменные yy и xx:

dyy2=dx2x+1.\frac{dy}{y^2} = -\frac{dx}{2x + 1}.


Интегрирование:

Интегрируем обе части:

y2dy=(2x+1)1dx.\int y^{-2} \, dy = -\int (2x + 1)^{-1} \, dx.

  1. Для левой части: y2dy=1y.\int y^{-2} \, dy = -\frac{1}{y}.

  2. Для правой части: 12x+1dx=ln2x+1.\int \frac{1}{2x + 1} \, dx = \ln|2x + 1|.

После интегрирования получаем:

1y=ln2x+1+C,-\frac{1}{y} = \ln|2x + 1| + C,

где CC — произвольная постоянная.


Выражаем yy:

1y=ln2x+1C.\frac{1}{y} = -\ln|2x + 1| - C.

y=1ln2x+1+C.y = \frac{-1}{\ln|2x + 1| + C}.


Ответ:

y=1ln2x+1+C\boxed{y = -\frac{1}{\ln|2x + 1| + C}}

Это соответствует варианту c. y=12xCc.\ y = -\frac{1}{2x - C} (после переназначения постоянной CC).


Если хотите разобрать решение подробнее или задать дополнительные вопросы, дайте знать!

Вопросы:

  1. Что такое разделяющееся дифференциальное уравнение?
  2. Почему мы интегрируем отдельно по yy и xx?
  3. Как интерпретировать произвольную константу CC?
  4. Можно ли проверить результат подстановкой?
  5. Какие типы дифференциальных уравнений решаются методом разделения переменных?

Совет: всегда упрощайте уравнение до разделяемого вида, чтобы избежать ошибок при интегрировании.

Ask a new question for Free

By Image

Drop file here or Click Here to upload

Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Differential Equations
Separation of Variables
Integration

Formulas

dy/dx = -y^2 / (2x + 1)
Integral of y^(-2) dy = -1/y
Integral of 1/(2x + 1) dx = ln|2x + 1|

Theorems

Method of Separation of Variables

Suitable Grade Level

Undergraduate - Introductory Calculus