Как решить дифференциальное уравнение (1+x^2)dy+ydx=0?
Математика Колледж Дифференциальные уравнения
Чтобы решить данное дифференциальное уравнение (1+x^2)dy + ydx = 0, начнем с его приведения к более удобному виду. Мы можем переписать уравнение следующим образом:
(1+x^2)dy = -ydx
Теперь разделим переменные, чтобы выразить dy и dx отдельно:
dy/y = -dx/(1+x^2)
Теперь мы можем интегрировать обе стороны уравнения. Начнем с левой части:
Теперь интегрируем правую часть:
Таким образом, после интегрирования мы получаем:
ln|y| = -arctan(x) + C
где C - произвольная константа интегрирования. Теперь нам нужно выразить y:
Для этого возведем обе стороны в степень:
|y| = e^{-arctan(x) + C}
Это можно упростить:
|y| = e^C * e^{-arctan(x)}
Обозначим e^C как K (где K - положительная константа), тогда получаем:
|y| = K * e^{-arctan(x)}
Так как y может быть как положительным, так и отрицательным, мы можем убрать модуль, записав:
y = ±K * e^{-arctan(x)}
Таким образом, общее решение данного дифференциального уравнения имеет вид:
y = C * e^{-arctan(x)}
где C - произвольная константа.