y ( x + 4 ) ( y + z ) d x − x ( y + 3 z ) d y + 2 x y d z = 0 X = ( P , Q , R ) — vector field . X ⋅ curl X = 0 X = ( y ( x + 4 ) ( y + z ) , − x ( y + 3 z ) , 2 x y ) curl X = d e t [ i ‾ j ‾ k ‾ ∂ ∂ x ∂ ∂ y ∂ ∂ z P Q R ] = = 5 x i ‾ + ( 2 y + y x ) j ‾ + ( − 9 y − 7 z − 2 x y − x z ) k ‾ We can check that X ⋅ curl X = 0. Let x = c o n s t . Then: − x ( y + 3 z ) d y + 2 x y d z = 0 ∣ : ( − x ) ( y + 3 z ) d y − 2 y d z = 0 ∣ : d y y + 3 z − 2 y z ′ = 0 ∣ : 2 y ≠ 0 z ′ = y + 3 z 2 y z ′ = 1 2 + 3 2 ⋅ z y t ( y ) = z y ; z = t ⋅ y ; z ′ = t ′ ⋅ y + t . t ′ ⋅ y + t = 1 2 + 3 2 t t ′ ⋅ y − 1 2 ⋅ t − 1 2 = 0 d t d y y − 1 2 t − 1 2 = 0 y d t − 1 2 t d y − 1 2 d y = 0 y d t + ( − 1 2 t − 1 2 ) d y = 0 ∣ : y ( − 1 2 t − 1 2 ) ≠ 0 d t − 1 / 2 t − 1 / 2 + d y y = 0 − 2 d t t − 1 + d y y = 0 ∣ ∫ − 2 ln ∣ t − 1 ∣ + ln ∣ y ∣ = ln C ln ∣ y ∣ ( t − 1 ) 2 = ln C y ( t − 1 ) 2 = C U ( x , y , z ) = y ( z / y − 1 ) 2 = C . ∃ μ : μ Q = ∂ Q ∂ y . ∂ Q ∂ y = − z − y y ( z / y − 1 ) 7 μ = − z − y y ( z / y − 1 ) 7 ⋅ 1 x ( y + 3 z ) = z + y x y ( y + 3 z ) ( z / y − 1 ) 7 . k = μ P − ∂ U ∂ x . ∂ U ∂ x = 0 k = μ P k = ( y + z ) 2 ( x + 4 ) x ( y + 3 z ) ( z / y − 1 ) 7 ∂ U ∂ x + k = 0 ∫ k d x = C U ( x , y , z ) = ( x + 4 ) ( y + z ) 2 x ( y + 3 x ) ( z / y − 1 ) 7 = C . y(x+4)(y+z)dx-x(y+3z)dy+2xydz=0\\
X=(P,Q,R)\text{ --- vector field}.\\
X\cdot \text{curl } X=0\\
X=(y(x+4)(y+z),-x(y+3z),2xy)\\
\text{curl }X=det
\begin{bmatrix}
\overline{i} & \overline{j} & \overline{k}\\
\frac{\partial}{\partial x} & \frac{\partial}{\partial y} & \frac{\partial}{\partial z}\\
P & Q &R
\end{bmatrix}=\\
=5x\overline{i}+(2y+yx)\overline{j}+(-9y-7z-2xy-xz)\overline{k}\\
\text{We can check that }X\cdot \text{curl } X=0.\\
\text{Let }x=const.\text{ Then:}\\
-x(y+3z)dy+2xydz=0|:(-x)\\
(y+3z)dy-2ydz=0|:dy\\
y+3z-2yz^{\prime}=0|:2y\neq 0\\
z^{\prime}=\frac{y+3z}{2y}\\
z^{\prime}=\frac{1}{2}+\frac{3}{2}\cdot\frac{z}{y}\\
t(y)=\frac{z}{y};\ z=t\cdot y;\ z^{\prime}=t^{\prime}\cdot y+t.\\
t^{\prime}\cdot y+t=\frac{1}{2}+\frac{3}{2}t\\
t^{\prime}\cdot y-\frac{1}{2}\cdot t-\frac{1}{2}=0\\
\frac{dt}{dy}y-\frac{1}{2}t-\frac{1}{2}=0\\
ydt-\frac{1}{2}tdy-\frac{1}{2}dy=0\\
ydt+(-\frac{1}{2}t-\frac{1}{2})dy=0|:y(-\frac{1}{2}t-\frac{1}{2})\neq 0\\
\frac{dt}{-1/2t-1/2}+\frac{dy}{y}=0\\
-2\frac{dt}{t-1}+\frac{dy}{y}=0|\int\\
-2\ln|t-1|+\ln|y|=\ln C\\
\ln\frac{|y|}{(t-1)^2}=\ln C\\
\frac{y}{(t-1)^2}=C\\
U(x,y,z)=\frac{y}{(z/y-1)^2}=C.\\
\exist \mu:\ \mu Q=\frac{\partial Q}{\partial y}.\\
\frac{\partial Q}{\partial y}=\frac{-z-y}{y(z/y-1)^7}\\
\mu=\frac{-z-y}{y(z/y-1)^7}\cdot \frac{1}{x(y+3z)}=\frac{z+y}{xy(y+3z)(z/y-1)^7}.\\
k=\mu P-\frac{\partial U}{\partial x}.\\
\frac{\partial U}{\partial x}=0\\
k=\mu P\\
k=\frac{(y+z)^2(x+4)}{x(y+3z)(z/y-1)^7}\\
\frac{\partial U}{\partial x}+k=0\\
\int kdx=C\\
U(x,y,z)=\frac{(x+4)(y+z)^2}{x(y+3x)(z/y-1)^7}=C. y ( x + 4 ) ( y + z ) d x − x ( y + 3 z ) d y + 2 x y d z = 0 X = ( P , Q , R ) — vector field . X ⋅ curl X = 0 X = ( y ( x + 4 ) ( y + z ) , − x ( y + 3 z ) , 2 x y ) curl X = d e t ⎣ ⎡ i ∂ x ∂ P j ∂ y ∂ Q k ∂ z ∂ R ⎦ ⎤ = = 5 x i + ( 2 y + y x ) j + ( − 9 y − 7 z − 2 x y − x z ) k We can check that X ⋅ curl X = 0. Let x = co n s t . Then: − x ( y + 3 z ) d y + 2 x y d z = 0∣ : ( − x ) ( y + 3 z ) d y − 2 y d z = 0∣ : d y y + 3 z − 2 y z ′ = 0∣ : 2 y = 0 z ′ = 2 y y + 3 z z ′ = 2 1 + 2 3 ⋅ y z t ( y ) = y z ; z = t ⋅ y ; z ′ = t ′ ⋅ y + t . t ′ ⋅ y + t = 2 1 + 2 3 t t ′ ⋅ y − 2 1 ⋅ t − 2 1 = 0 d y d t y − 2 1 t − 2 1 = 0 y d t − 2 1 t d y − 2 1 d y = 0 y d t + ( − 2 1 t − 2 1 ) d y = 0∣ : y ( − 2 1 t − 2 1 ) = 0 − 1/2 t − 1/2 d t + y d y = 0 − 2 t − 1 d t + y d y = 0∣ ∫ − 2 ln ∣ t − 1∣ + ln ∣ y ∣ = ln C ln ( t − 1 ) 2 ∣ y ∣ = ln C ( t − 1 ) 2 y = C U ( x , y , z ) = ( z / y − 1 ) 2 y = C . ∃ μ : μ Q = ∂ y ∂ Q . ∂ y ∂ Q = y ( z / y − 1 ) 7 − z − y μ = y ( z / y − 1 ) 7 − z − y ⋅ x ( y + 3 z ) 1 = x y ( y + 3 z ) ( z / y − 1 ) 7 z + y . k = μ P − ∂ x ∂ U . ∂ x ∂ U = 0 k = μ P k = x ( y + 3 z ) ( z / y − 1 ) 7 ( y + z ) 2 ( x + 4 ) ∂ x ∂ U + k = 0 ∫ k d x = C U ( x , y , z ) = x ( y + 3 x ) ( z / y − 1 ) 7 ( x + 4 ) ( y + z ) 2 = C .
Comments