( x − y ) p + ( y − x − z ) q = z z = 1 , x 2 + y 2 = 1 (x-y)p+(y-x-z)q=z\\
z=1, x^2+y^2=1 ( x − y ) p + ( y − x − z ) q = z z = 1 , x 2 + y 2 = 1
Write the system in the symmetric form
d x x − y = d y y − x − z = d z z i ) d x x − y = d y + d z y − x − d x = d y + d z d x + d y + d z = 0 d ( x + y + z ) = 0 x + y + z = c 1 i i ) x + z = c 1 − y d z z = d y y − x − z d z z = d y y − ( x + z ) d z z = d y y − ( c 1 − y ) d z z = d y 2 y − c 1 ∫ d z z = ∫ d y 2 y − c 1 ln ∣ z ∣ + 1 2 ln ∣ c 2 ∣ = 1 2 ln ∣ 2 y − c 1 ∣ c 2 z 2 = 2 y − c 1 c 2 z 2 = 2 y − x − y − z y − x − z z 2 = c 2 \frac{dx}{x-y}=\frac{dy}{y-x-z}=\frac{dz}{z}\\
i)\frac{dx}{x-y}=\frac{dy+dz}{y-x} \\
-dx=dy+dz\\
dx+dy+dz=0\\
d(x+y+z)=0\\
x+y+z=c_1\\
ii) x+z=c_1-y\\
\frac{dz}{z}=\frac{dy}{y-x-z}\\
\frac{dz}{z}=\frac{dy}{y-(x+z)}\\
\frac{dz}{z}=\frac{dy}{y-(c_1-y)}\\
\frac{dz}{z}=\frac{dy}{2y-c_1}\\
\int \frac{dz}{z}=\int\frac{dy}{2y-c_1}\\
\ln|z|+\frac{1}{2}\ln|c_2|=\frac{1}{2}\ln|2y-c_1|\\
c_2z^2=2y-c_1\\
c_2z^2=2y-x-y-z\\
\frac{y-x-z}{z^2}=c_2 x − y d x = y − x − z d y = z d z i ) x − y d x = y − x d y + d z − d x = d y + d z d x + d y + d z = 0 d ( x + y + z ) = 0 x + y + z = c 1 ii ) x + z = c 1 − y z d z = y − x − z d y z d z = y − ( x + z ) d y z d z = y − ( c 1 − y ) d y z d z = 2 y − c 1 d y ∫ z d z = ∫ 2 y − c 1 d y ln ∣ z ∣ + 2 1 ln ∣ c 2 ∣ = 2 1 ln ∣2 y − c 1 ∣ c 2 z 2 = 2 y − c 1 c 2 z 2 = 2 y − x − y − z z 2 y − x − z = c 2
General solution is
F ( x + y + z , y − x − z z 2 ) = 0 F(x+y+z,\frac{y-x-z}{z^2})=0 F ( x + y + z , z 2 y − x − z ) = 0
Find particula solution
{ z = 1 x 2 + y 2 = 1 x + y + z = c 1 y − x − z z 2 = c 2 { x 2 + y 2 = 1 x + y + 1 = c 1 y − x − 1 = c 2 { x 2 + y 2 = 1 x 2 + y 2 + 2 x y = ( c 1 − 1 ) 2 x 2 + y 2 − 2 x y = ( c 2 + 1 ) 2 { 1 + 2 x y = ( c 1 − 1 ) 2 1 − 2 x y = ( c 2 + 1 ) 2 { 2 x y = ( c 1 − 1 ) 2 − 1 2 x y = 1 − ( c 2 + 1 ) 2 ( c 1 − 1 ) 2 − 1 = 1 − ( c 2 + 1 ) 2 ( c 1 − 1 ) 2 + ( c 2 + 1 ) 2 = 2 \left\{\begin{matrix}
z=1 \\
x^2+y^2=1\\
x+y+z=c_1\\
\frac{y-x-z}{z^2}=c_2
\end{matrix}\right.\\
\left\{\begin{matrix}
x^2+y^2=1\\
x+y+1=c_1\\
y-x-1=c_2
\end{matrix}\right.\\
\left\{\begin{matrix}
x^2+y^2=1\\
x^2+y^2+2xy=(c_1-1)^2\\
x^2+y^2-2xy=(c_2+1)^2
\end{matrix}\right.\\
\left\{\begin{matrix}
1+2xy=(c_1-1)^2\\
1-2xy=(c_2+1)^2
\end{matrix}\right.\\
\left\{\begin{matrix}
2xy=(c_1-1)^2-1\\
2xy=1-(c_2+1)^2
\end{matrix}\right.\\
(c_1-1)^2-1=1-(c_2+1)^2\\
(c_1-1)^2+(c_2+1)^2=2 ⎩ ⎨ ⎧ z = 1 x 2 + y 2 = 1 x + y + z = c 1 z 2 y − x − z = c 2 ⎩ ⎨ ⎧ x 2 + y 2 = 1 x + y + 1 = c 1 y − x − 1 = c 2 ⎩ ⎨ ⎧ x 2 + y 2 = 1 x 2 + y 2 + 2 x y = ( c 1 − 1 ) 2 x 2 + y 2 − 2 x y = ( c 2 + 1 ) 2 { 1 + 2 x y = ( c 1 − 1 ) 2 1 − 2 x y = ( c 2 + 1 ) 2 { 2 x y = ( c 1 − 1 ) 2 − 1 2 x y = 1 − ( c 2 + 1 ) 2 ( c 1 − 1 ) 2 − 1 = 1 − ( c 2 + 1 ) 2 ( c 1 − 1 ) 2 + ( c 2 + 1 ) 2 = 2
So particula solution is
( x + y + z − 1 ) 2 + ( y − x − z z 2 + 1 ) 2 = 2 (x+y+z-1)^2+(\frac{y-x-z}{z^2}+1)^2=2 ( x + y + z − 1 ) 2 + ( z 2 y − x − z + 1 ) 2 = 2
Comments