求微分方程(x-2)dy/dx=y+2(x-3)^3的通解,在线等

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wjl371116
2017-06-22 · 知道合伙人教育行家
wjl371116
知道合伙人教育行家
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求微分方程(x-2)dy/dx=y+2(x-3)³的通解
解:先求 (x-2)dy/dx=y的通解:分离变量得 dy/y=dx/(x-2);
积分之得lny=ln(x-2)+lnc₁=ln[c₁(x-2)]
∴y=c₁(x-2);将c₁换成x的函数u,得y=u(x-2)............①
对①取导数得:dy/dx=u+(x-2)du/dx...........②
将①②代入原式得:(x-2)[u+(x-2)du/dx]=u(x-2)+2(x-3)³
消去同类项得:(x-2)²du/dx=2(x-3)³;分离变量得du=[2(x-3)³/(x-2)²]dx
积分之得: u=2∫[(x-3)³/(x-2)²]dx=2∫[(x-2)-1]³dx/(x-2)²
=2∫[(x-2)³-3(x-2)²+3(x-2)-1]dx/(x-2)²=2∫[(x-2)-3+3/(x-2)-1/(x-2)²]dx
=2[(1/2)(x-2)²-3x+3ln(x-2)+1/(x-2)]+c=(x-2)²-6x+6ln(x-2)+2/(x-2)+c
=x²-10x+6ln(x-2)+2/(x-2)+C【其中C=4+c】........③
将③代入①式即得原方程的通解为:y=(x-2)[x²-10x+6ln(x-2)+2/(x-2)+C]
系科仪器
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heanmeng
2015-04-08 · TA获得超过6745个赞
知道大有可为答主
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解:∵(x-2)dy/dx=y+2(x-3)^3
==>(x-2)dy-ydx=2(x-3)^3dx
==>((x-2)dy-ydx)/(x-2)^2=2(x-3)^3dx/(x-2)^2 (等式两端同除(x-2)^2)
==>d(y/(x-2))=(2x-10+6/(x-2)-2/(x-2)^2)dx
==>∫d(y/(x-2))=∫(2x-10+6/(x-2)-2/(x-2)^2)dx
==>y/(x-2)=x^2-10x+6ln│x-2│+2/(x-2)+C (C是积分常数)
==>y=(x-2)(x^2-10x)+6(x-2)ln│x-2│+2+C(x-2)
==>y=x^3-12x^2+20x+2+6(x-2)ln│x-2│+C(x-2)
∴原方程的通解是y=x^3-12x^2+20x+2+6(x-2)ln│x-2│+C(x-2)。
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zhangsonglin_c
高粉答主

2017-06-23 · 醉心答题,欢迎关注
知道大有可为答主
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(x-2)dy/dx=y+2(x-3)^3
(x-2)y'-y=2(x-3)^3
非齐次非常系数微分方程。对应齐次微分方程:
(x-2)y'-y=0
y'/y=1/(x-2)
(lny)'=(ln(x-2))'
lny=ln(x-2)+C1=ln[C2(x-2)]
y=C2(x-2)
假设常数C2也是x的函数,上述函数是原来非齐次方程的特解:
y'=C2'(x-2)+C2
(x-2)[C2'(x-2)+C2]-C2(x-2)=2(x-3)^3
C2'(x-2)²=2(x-3)^3
C2'=2(x-3)^3/(x-2)²
=2[x³-9x²+27x-27]/(x²-4x+4)
做长除法:
(1,-4,4)|(1,-9,27,-27)
-----------1|(1,-4,4)
-------------------(-5,23,-27)
............................-5| (-5,20,-20)
------------------------(3,-7)
C2'/2=x-5+(3x-7)/(x-2)²
=x-5+(3x-6-1)/(x-2)²
=x-5+3/(x-2)-1/(x-2)²
积分
C2/2=x²/2-5x+3ln(x-2)+1/(x-2)+C3
C2=x²-10x+6ln(x-2)+2/(x-2)+2C3
y=C2(x-2)+(x-2)(x²-10x+6ln(x-2)+2/(x-2)+2C3)
=(x-2)[x²-10x+6ln(x-2)+2/(x-2)+C2+2C3]
设C=C2+2C3

=(x-2)[x²-10x+6ln(x-2)+2/(x-2)+C]
=C(x-2)+x²(x-2)-10x(x-2)+6(x-2)ln(x-2)+2
=Cx-2C+x³-2x²-10x²+20x+2+6(x-2)ln(x-2)
=x³-12x²+(20+C)x+2(1-C)+6(x-2)ln(x-2)
验证:

y'=3x²-24x+(20+C)+6ln(x-2)+6
=3x²-24x+(26+C)+6ln(x-2)
左边=(x-2)y'
=(x-2)[3x²-24x+(26+C)+6ln(x-2)]
=3x³-24x²+(26+C)x+6(x-2)ln(x-2)-6x²+48x-2(26+C)
=3x³-30x²+(74+C)x-2(26+C)+6(x-2)ln(x-2)
右边=y+2(x-3)^3
=x³-12x²+(20+C)x+2(1-C)+6(x-2)ln(x-2)+2(x³-9x²+27x-27)
=3x³-30x²+(74+C)x+2(-26-C)+6(x-2)ln(x-2)
=3x³-30x²+(74+C)x-2(26+C)+6(x-2)ln(x-2)
正确
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馥馥今天说什么
2017-06-21 · TA获得超过2.3万个赞
知道大有可为答主
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解:∵(x-2)dy/dx=y+2(x-2)^3 ==>(x-2)dy-ydx=2(x-2)^3dx ==>dy/(x-2)-ydx/(x-2)^2=2(x-2)dx (等式两端同除(x-2)^2) ==>d(y/(x-2))=d((x-2)^2) ==>y/(x-2)=(x-2)^2+C (C是常数) ==>y=(x-2)^3+C(x-2) ∴原方程的通解是y=(x-2)^3+C(x-2)。
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微风迎春bf29934
2017-06-26 · TA获得超过1820个赞
知道大有可为答主
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当X-2不等于0时,变换为:dy/dx-y/(X-2)=2(X-3)^3/(X-2),这是标准型一阶微分方程,P(x)=-1/(X-2),Q(x)=2(X-3)^3/(X-2),先求齐次通解。y1=C(X-2),后面的把2(X-3)^3/(X-2)化简的到2(x-2)^2-2/(x-2)-6(x-2)+6就可以积分了,得到y*=2(x-2)^3/3-2ln!x-2!-3(x-2)^2+6x,通解为y=y1+y*=C(X-2)+2(x-2)^3/3-2ln!x-2!-3(x-2)^2+6x,你自己化简得了!!x-2!代表x-2的绝对值
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