Терёхина, Фикс - Высшая математика
.pdf21: rE[ITX ZADA^U kO[I. y0 ; y tgx = sin2 x y(0) = 2:
nAJD<M SNA^ALA OB]EE RE[ENIE \TOGO URAWNENIQ.
1) rE[ENIE URAWNENIQ I]EM W WIDE PROIZWEDENIQ DWUH FUNKCIJ
y= U(x) V (x): tOGDA y0 = U0 V + V 0 U.
2)pODSTAWLQEM WYRAVENIE DLQ FUNKCII I EE PROIZWODNOJ W URAW-
NENIE, GRUPPIRUEM WTOROE I TRETXE SLAGAEMYE I WYNOSIM OB]IJ MNO-
VITELX |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
U0V +V 0U |
;UV tg x = sin2 x ) |
U0V +U(V 0 |
;V tg x) = sin2 x: |
|
||||||||||||
|
|
3) pRIRAWNIWAQ WYRAVENIE W SKOBKAH K NUL@, POLU^AEM SISTEMU |
|
|||||||||||||||||
DWUH DIFFERENCIALXNYH URAWNENIJ DLQ NAHOVDENIQ FUNKCIJ U(x) |
|
|||||||||||||||||||
I V (x) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
8 |
V 0 |
; |
V tg x = 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
< |
U0V = sin x: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
4) iZ 1-GO URAWNENIQ NAHODIM FUNKCI@ V |
(x): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V 0 ; V tg x = 0 |
dVdx = V tg x dVV = tg x dx |
ln V = ; ln cos x |
|
V = |
|
|||||||||||||||
1 |
: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
cos x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
5) pOLU^ENNOE WYRAVENIE DLQ FUNKCII V PODSTAWLQEM WO 2-E URAW- |
|
|||||||||||||||||
NENIE SISTEMY |
U0V = sin2 x I NAHODIM WTORU@ FUNKCI@ U(x) |
|
|
|
|
|||||||||||||||
U0 |
1 |
= |
sin2 x |
U0 |
= sin2 x cos x |
U = |
Z sin2 x d(sin x) |
U = |
|
|||||||||||
cos x |
|
|||||||||||||||||||
|
sin3 x + C: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
6) zAPISYWAEM OB]EE RE[ENIE y = U(x)V (x) = 0sin3 x |
+ C1 |
1 |
: |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
@ |
3 |
A cos x |
|
|||||
iSPOLXZUQ NA^ALXNOE USLOWIE y(0) = 2 NAHODIM POSTOQNNU@ C: |
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
sin3 0 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 = 0 3 |
+ C |
1 |
|
|
=) 2 = (0 + C) 1 |
=) |
C = 2: |
|
|
|
|
|
|
|||||||
cos 0 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
@ |
|
|
A |
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
1 |
|
|
|||||
iSKOMOE RE[ENIE ZADA^I kO[I |
|
y = 0sin |
x + 21 |
|
: |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
@ |
3 |
|
A cos x |
|
|
|||
22: (xy0 ; 1) ln x + 2y = 0: |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dANNOE URAWNENIE NEOBHODIMO SNA^ALA PREOBRAZOWATX K KLASSI^ES- KOMU WIDU. dLQ \TOGO RASKRYWAEM SKOBKI, PERENOSIM ^LENY IZ ODNOJ ^ASTI URAWNENIQ W DRUGU@, DELIM NA KO\FFICIENT PRI y0:
102
pOLU^IM PREOBRAZOWANNOE URAWNENIE W WIDE y0 + |
2y |
= |
1 |
: |
|
x ln x |
x |
||||
dALXNEJ[EE RE[ENIE PO STANDARTNOJ SHEME. |
|
|
|||
|
|
|
|
1) rE[ENIE URAWNENIQ I]EM W WIDE PROIZWEDENIQ DWUH FUNKCIJ
y= U(x) V (x): tOGDA y0 = U0 V + V 0 U.
2)pODSTAWLQEM WYRAVENIE DLQ FUNKCII I EE PROIZWODNOJ W URAW- NENIE, GRUPPIRUEM WTOROE I TRETXE SLAGAEMYE I WYNOSIM OB]IJ MNO-
VITELX |
|
2UV |
1 |
|
|
2V |
1 |
|
|
|
|
|
|
||||
|
U0V + V 0U + |
|
= x |
) U0V + U V 0 |
+ |
|
! = x |
: |
|
x ln x |
x ln x |
3) pRIRAWNIWAQ WYRAVENIE W SKOBKAH K NUL@, POLU^AEM SISTEMU
DWUH DIFFERENCIALXNYH URAWNENIJ DLQ NAHOVDENIQ FUNKCIJ U(x)
I V (x)
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
V 0 |
+ |
|
2V |
|
= 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x ln x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
> |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
< |
U0V = 1=x: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
4) |
|
1- |
|
|
|
: |
|
|
|
|
|
|
|
|
V (x): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
> |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
iZ |
|
|
GO URAWNENIQ NAHODIM FUNKCI@ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
V 0 |
+ |
2 |
|
|
|
V = 0 ) |
dV |
= ; |
|
2 |
dx ) ln V = ;2 ln ln x ) |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
x ln x |
V |
|
x ln x |
1 |
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V = |
|
: |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
x |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ln |
|
|
|
|
5) iZ 2-GO URAWNENIQ SISTEMY NAHODIM WTORU@ FUNKCI@ U(x) |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
U0 |
|
1 |
|
= 1 |
|
dU |
= ln2 x |
U = ln3 x + C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
2 |
|
|
dx |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
ln x |
x |
|
|
|
x |
|
ln3 x |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
6) oB]EE RE[ENIE |
y(x) = UV = 0 |
+ C1 |
1 |
|
|
= |
ln x |
+ |
C |
|
: |
|||||||||||||||
|
|
2 |
|
|
3 |
2 |
x |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
@ 3 |
A ln |
x |
|
|
ln |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
zAME^ANIE. iNOGDA PRIHODITSQ RE[ATX URAWNENIQ, KOTORYE, QWLQ- QSX NELINEJNYMI OTNOSITELXNO FUNKCII y(x) OKAZYWA@TSQ LINEJ- NYMI OTNOSITELXNO PEREMENNOJ x. w \TOM SLU^AE URAWNENIE PREOBRA- ZUETSQ K LINEJNOMU OTNOSITELXNO FUNKCII x(y) : x0+P (y) x = Q(y):
23: ey2 (dx ; 2x y dy) = y dy.
uRAWNENIE NE QWLQETSQ LINEJNYM OTNOSITELXNO y: nO MOVNO ZAME- TITX, ^TO PEREMENNAQ x I EE DIFFERENCIAL WHODQT W PERWYH STEPENQH I NE PEREMNOVA@TSQ, PO\TOMU RE[AEM \TO URAWNENIE KAK LINEJNOE