Страница 1 из 1

Дифференциальное уравнение

Добавлено: 20 дек 2008, 18:19
x_x
$$\(y^{''}\)^2=y^',\ y(0)=\frac{2}{3},\ y^'(0)=1 \\y^'=p(y),\ y^{''}=p*p^' \\p^2*p^'^2=pp^'^2=\frac{1}{p}\, p'=\frac{1}{\sqrt{p}}\, p'=-\frac{1}{\sqrt{p}} \\\frac{2p^{\frac{3}{2}}}{3}=y+C1,\ \frac{2p^{\frac{3}{2}}}{3}=-y+C2,$$
Использую начальные условия и получаю, что $$C1=0,\ C2= \frac{4}{3}$$, т.e.
$$p^{\frac{3}{2}}=\frac{3y}{2},\ p^{\frac{3}{2}}=-\frac{3y}{2}+\frac{4}{3}$$.
A вот дальше запутался. Каковы дальнейшие действия, т.к. не пойму, что делать co степенями. Спасибо.

Дифференциальное уравнение

Добавлено: 20 дек 2008, 20:01
V.V.
1) Можно всё возвести в степень 2/3.

2) Можно всё сразу свести к уравнениям первого порядка, сделав замену y'=z. Тогда
(z')^2=z и, сответственно z'=sqrt{z} и z'=-sqrt{z}...

Дифференциальное уравнение

Добавлено: 20 дек 2008, 20:53
x_x
V.V. писал(а):Source of the post
1) Можно всё возвести в степень 2/3.

Я так делал, но не смог свести всe к ответу.
$$y=\frac{(x+2)^3}{12}, y=\frac{2}{3}$$
2) Можно всё сразу свести к уравнениям первого порядка, сделав замену y'=z. Тогда
(z')^2=z и, сответственно z'=sqrt{z} и z'=-sqrt{z}...

Спасибо, попробовал, но, видимо, где-то ошибся:
$$y^'=z // (z^')^2=z \rightarrow z^'=\sqrt{z}, \ z^'=-\sqrt{z} //\sqrt{z}=\frac{x}{2}+C_1, \ \sqrt{z}=-\frac{x}{2}+C_2 $$
Решаю эти два уравнения, в итоге получаю:
$$y=\frac{(x+2)^3}{12}$$ и $$y=\frac{x^3}{12}-\frac{x^2}{2}+x+\frac{2}{3}$$. Что-то второе мне не нравится.

Дифференциальное уравнение

Добавлено: 21 дек 2008, 12:48
x_x
Люди, подскажите, пожалуйста, где я неправ.

Дифференциальное уравнение

Добавлено: 21 дек 2008, 13:03
Hottabych
x_x писал(а):Source of the post
$$\(y^{''}\)^2=y^',\ y(0)=\frac{2}{3},\ y^'(0)=1 \\y^'=p(y),\ y^{''}=p*p^' \\p^2*p^'^2=pp^'^2=\frac{1}{p}\, p'=\frac{1}{\sqrt{p}}\, p'=-\frac{1}{\sqrt{p}} \\\frac{2p^{\frac{3}{2}}}{3}=y+C1,\ \frac{2p^{\frac{3}{2}}}{3}=-y+C2,$$
Использую начальные условия и получаю, что $$C1=0,\ C2= \frac{4}{3}$$, т.e.
$$p^{\frac{3}{2}}=\frac{3y}{2},\ p^{\frac{3}{2}}=-\frac{3y}{2}+\frac{4}{3}$$.
A вот дальше запутался. Каковы дальнейшие действия, т.к. не пойму, что делать co степенями. Спасибо.


$$\(p^'=\frac{-1}{\sqrt{p}})\$$
Далеe нужно писать $$\sqrt{p}*dp=-dy\$$
От обеих частей берете интеграл, заменяете р на y' и снова решаете уравнение, но уже первой степени.

Дифференциальное уравнение

Добавлено: 21 дек 2008, 13:10
x_x
Hottabych писал(а):Source of the post
$$\(p^'=\frac{-1}{\sqrt{p}})\$$
Далеe нужно писать $$\sqrt{p}*dp=-dy\$$
От обеих частей берете интеграл, заменяете р на y' и снова решаете уравнение, но уже первой степени.

Спасибо, так и делал, получил вот такое:
$$\frac{2p^{\frac{3}{2}}}{3}=y+C1,\ \frac{2p^{\frac{3}{2}}}{3}=-y+C2,$$
Использую начальные условия и получаю, что $$C1=0,\ C2= \frac{4}{3}$$, т.e.
$$p^{\frac{3}{2}}=\frac{3y}{2},\ p^{\frac{3}{2}}=-\frac{3y}{2}+\frac{4}{3}$$. A вот дальше мне "мешает" степень $$p$$.

x_x писал(а):Source of the post
$$y^'=z // (z^')^2=z \rightarrow z^'=\sqrt{z}, \ z^'=-\sqrt{z} //\sqrt{z}=\frac{x}{2}+C_1, \ \sqrt{z}=-\frac{x}{2}+C_2 $$
Решаю эти два уравнения, в итоге получаю:
$$y=\frac{(x+2)^3}{12}$$ и $$y=\frac{x^3}{12}-\frac{x^2}{2}+x+\frac{2}{3}$$. Что-то второе мне не нравится. :(

A не подскажите в этом способе, где ошибка?

Дифференциальное уравнение

Добавлено: 21 дек 2008, 14:23
x_x
Я вот как делал (привожу для z^'=-\sqrt{z}, т.к. для z^'=\sqrt{z} вроде получилось):
$$ z^'=-\sqrt{z}, \frac{dz}{\sqrt{z}}=-dx, \,2 \sqrt{z}=-x+C_2, \, \sqrt{y^'}=-\frac{x}{2}+C_2 $$
Для нахождения $$C_2$$ использую начальные условия:
$$1=C_2$$, т.e. $$\sqrt{y^'}=-\frac{x}{2}+1 \Rightarrow y^'=\(-\frac{x}{2}+1\)^2 \Rightarrow y=\int{\(\frac{x^2}{4}-x+1\)}dx=\frac{x^3}{12}-\frac{x^2}{2}+x+C^'_2$$
Находим, что $$C^'_2=\frac{2}{3}$$ , т e. $$y=\frac{x^3}{12}-\frac{x^2}{2}+x+\frac{2}{3}$$. ВОт как отсюда получить ответ $$y=\frac{2}{3}$$ ума не приложу.

Дифференциальное уравнение

Добавлено: 21 дек 2008, 15:49
V.V.
Ответ: y=(x+2)^3/12, y=(x-2)^3/12.

y(x)=2/3 не подходит, потому что не удовлетворяет условию y'(0)=1

Дифференциальное уравнение

Добавлено: 21 дек 2008, 15:59
x_x
V.V. писал(а):Source of the post
Ответ: y=(x+2)^3/12, y=(x-2)^3/12.

A разве можно свернуть $$y=\frac{x^3}{12}-\frac{x^2}{2}+x+\frac{2}{3}$$ до $$y=\frac{(x-2)^3}{12}$$?
y(x)=2/3 не подходит, потому что не удовлетворяет условию y'(0)=1

Спасибо большое, что-то я про это условие совсем забыл и не проверил его. Значит у меня всe правильно!? :rolleyes:

Дифференциальное уравнение

Добавлено: 21 дек 2008, 16:53
V.V.
x_x писал(а):Source of the post
A разве можно свернуть $$y=\frac{x^3}{12}-\frac{x^2}{2}+x+\frac{2}{3}$$ до $$y=\frac{(x-2)^3}{12}$$?

Нет, поэтому у Bac где-то ошибка.

Я решал так:
y'=z,
dz/sqrt{z}=x+C, z(0)=1 и dz/sqrt{z}=-x+C, z(0)=1
Интегрировал эти уравнения, a потом подставлял z=y' и еще раз интегрировал.