به محفل ریاضی ایرانیان خوش آمدید! لطفا برای استفاده از تمامی امکانات عضو شوید
0 امتیاز
547 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 (19,718 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 .

بزرگترین ریاضیدانان، همچون ارشمیدس، نیوتن و گاوس، همواره نظریه و کاربردها را در اندازه ی یکسان در هم می آمیزند.
...