به محفل ریاضی ایرانیان خوش آمدید! لطفا برای استفاده از تمامی امکانات عضو شوید
0 امتیاز
558 بازدید
در دانشگاه توسط pantea (10 امتیاز)

اگر جواب معادله دیفرانسیل $x^2 y^2y'+xy^3=2$ به صورت $y= \frac{1}{x} \sqrt[3]{f(x)} $ باشد، f(x) را بیابید.

توسط AmirHosein (19,733 امتیاز)
@pantea پست زیر را بخوانید و عنوان پرسش‌هایتان را مناسب بنویسید.
https://math.irancircle.com/11973
به نظر خودتان «پیدا کردن تابع در معادله دیفرانسیل» آیا شرایط گفته شده در پستی که پیوندش را برایتان گذاشتم دارد؟

1 پاسخ

+1 امتیاز
توسط کیوان عباس زاده (3,110 امتیاز)

ابتدا مشتق تابع $y$ را یعنی $ y' $ را بدست می آوریم :

$$ y' = \frac{-1}{ x^{2} } \sqrt[3]{f(x)} + \frac{1}{x} \times \frac{ f' (x)}{3 \sqrt[3]{f(x)}^{2} } $$

حال $ y'$ و $y=\frac{1}{x} \sqrt[3]{f(x)}$ را در معادله دیفرانسیل سوال جاگذاری می کنیم داریم :

$$ x^{2} \big(\frac{1}{x} \sqrt[3]{f(x)}\big) ^{2} \big(\frac{-1}{ x^{2} } \sqrt[3]{f(x)} + \frac{1}{x} \times \frac{ f' (x)}{3 \sqrt[3]{f(x)}^{2} }\big) +x \big(\frac{1}{x} \sqrt[3]{f(x)}\big) ^{3}$$ $$= \frac{-1}{ x^{2} } f(x)+ \frac{1}{3x} f' (x) + \frac{1}{ x^{2} } f(x)$$ $$=\frac{1}{3x} f' (x)=2$$

پس با معادله دیفرانسیل $\frac{1}{3x} f' (x)=2$ مواجه هستیم که باید حل شود . این معادله دیفرانسیل را می توان به صورت $ \ f' (x)=6x$ نوشت . با انتگرال گیری از طرفین داریم :

$$ \int f' (x)dx= \int 6x \ dx$$ $$ \Rightarrow f(x)=3x^{2}+c$$

پس شکل کلی تابع $f$ به صورت $f(x)=3x^{2}+c$ است که $c$ هر عدد حقیقی می تواند باشد .

برای ترجمه ی یک جمله از انگلیسی به فرانسوی دو چیز ضروری است. اول، باید جمله ی انگلیسی را تماما بفهمیم. دوم، باید با اصطلاحات ویژه ای که در زبان فرانسوی هستند آشنا باشیم. این وضعیت خیلی شبیه هنگامی است که سعی داریم شرط را که با کلمات بیان شده است با نمادهای ریاضی بیان کنیم. اول، باید آن را تمام درک کنیم. دوم، باید با اصطلاحات ریاضی ریاضی آشنا باشیم.
...