( 3 y d x − 2 x d y ) + x 2 y − 1 ( 10 y d x − 6 x d y ) = 0 (3ydx - 2xdy) + x^2y^{-1}(10ydx - 6xdy)=0 ( 3 y d x − 2 x d y ) + x 2 y − 1 ( 10 y d x − 6 x d y ) = 0
y ( 3 y d x − 2 x d y ) + x 2 ( 10 y d x − 6 x d y ) = 0 y(3ydx - 2xdy) + x^2(10ydx - 6xdy)=0 y ( 3 y d x − 2 x d y ) + x 2 ( 10 y d x − 6 x d y ) = 0
( 3 y 2 + 10 x 2 y ) d x − ( 2 x y + 6 x 3 ) d y = 0 (3y^2+10x^2y)dx-(2xy+6x^3)dy=0 ( 3 y 2 + 10 x 2 y ) d x − ( 2 x y + 6 x 3 ) d y = 0
y ( 3 y + 10 x 2 ) d x − 2 x ( y + 3 x 2 ) d y = 0 y(3y+10x^2)dx-2x(y+3x^2)dy=0 y ( 3 y + 10 x 2 ) d x − 2 x ( y + 3 x 2 ) d y = 0
y ( 3 y + 10 x 2 ) ( 2 x d x ) − 4 x 2 ( y + 3 x 2 ) d y = 0 y(3y+10x^2)(2xdx)-4x^2(y+3x^2)dy=0 y ( 3 y + 10 x 2 ) ( 2 x d x ) − 4 x 2 ( y + 3 x 2 ) d y = 0
t = x 2 , d t = 2 x d x t=x^2, dt=2xdx t = x 2 , d t = 2 x d x
y ( 3 y + 10 t ) d t − 4 t ( y + 3 t ) d y = 0 y(3y+10t)dt-4t(y+3t)dy=0 y ( 3 y + 10 t ) d t − 4 t ( y + 3 t ) d y = 0
d y d t = y ( 3 y + 10 t ) 4 t ( y + 3 t ) \frac{dy}{dt}=\frac{y(3y+10t)}{4t(y+3t)} d t d y = 4 t ( y + 3 t ) y ( 3 y + 10 t )
This is an ODE of the homogeneous kind.
y = t u , d y d t = u + t d u d t y=tu, \frac{dy}{dt}=u+t\frac{du}{dt} y = t u , d t d y = u + t d t d u
Then:
u + t d u d t = t u ( 3 t u + 10 t ) 4 t ( t u + 3 t ) = u ( 3 u + 10 ) 4 ( u + 3 ) u+t\frac{du}{dt}=\frac{tu(3tu+10t)}{4t(tu+3t)}=\frac{u(3u+10)}{4(u+3)} u + t d t d u = 4 t ( t u + 3 t ) t u ( 3 t u + 10 t ) = 4 ( u + 3 ) u ( 3 u + 10 )
t d u d t = u ( 3 u + 10 ) 4 ( u + 3 ) − u = 3 u 2 + 10 u − 4 u 2 − 12 4 ( u + 3 ) = − u 2 + 10 u − 12 4 ( u + 3 ) t\frac{du}{dt}=\frac{u(3u+10)}{4(u+3)}-u=\frac{3u^2+10u-4u^2-12}{4(u+3)}=\frac{-u^2+10u-12}{4(u+3)} t d t d u = 4 ( u + 3 ) u ( 3 u + 10 ) − u = 4 ( u + 3 ) 3 u 2 + 10 u − 4 u 2 − 12 = 4 ( u + 3 ) − u 2 + 10 u − 12
− ∫ 4 ( u + 3 ) u 2 − 10 u + 12 d u = ∫ d t t -\int\frac{4(u+3)}{u^2-10u+12}du=\int\frac{dt}{t} − ∫ u 2 − 10 u + 12 4 ( u + 3 ) d u = ∫ t d t
− 2 13 ( ( 13 + 8 13 ) l n ( − u + 13 + 5 ) + ( 13 − 8 13 ) l n ( u + 13 − 5 ) ) = l n ∣ u ∣ + c -\frac{2}{13}((13+8\sqrt{13})ln(-u+\sqrt{13}+5)+(13-8\sqrt{13})ln(u+\sqrt{13}-5))=ln|u|+c − 13 2 (( 13 + 8 13 ) l n ( − u + 13 + 5 ) + ( 13 − 8 13 ) l n ( u + 13 − 5 )) = l n ∣ u ∣ + c
u = y / x 2 u=y/x^2 u = y / x 2
Answer:
− 2 13 ( ( 13 + 8 13 ) l n ( − y / x 2 + 13 + 5 ) + ( 13 − 8 13 ) l n ( y / x 2 + 13 − 5 ) ) = -\frac{2}{13}((13+8\sqrt{13})ln(-y/x^2+\sqrt{13}+5)+(13-8\sqrt{13})ln(y/x^2+\sqrt{13}-5))= − 13 2 (( 13 + 8 13 ) l n ( − y / x 2 + 13 + 5 ) + ( 13 − 8 13 ) l n ( y / x 2 + 13 − 5 )) =
= l n ∣ y / x 2 ∣ + c =ln|y/x^2|+c = l n ∣ y / x 2 ∣ + c
Comments