M ( x , y ) = x 2 + 2 x y − 7 x M(x, y)=x^2+2xy-7x M ( x , y ) = x 2 + 2 x y − 7 x
∂ M ∂ y = 2 x \dfrac{\partial M}{\partial y}=2x ∂ y ∂ M = 2 x
N ( x , y ) = x 2 + 2 y 2 − 3 y N(x, y)=x^2+2y^2-3y N ( x , y ) = x 2 + 2 y 2 − 3 y
∂ N ∂ x = 2 x \dfrac{\partial N}{\partial x}=2x ∂ x ∂ N = 2 x
∂ M ∂ y = 2 x = ∂ N ∂ x \dfrac{\partial M}{\partial y}=2x=\dfrac{\partial N}{\partial x} ∂ y ∂ M = 2 x = ∂ x ∂ N The differential equation ( x 2 + 2 x y − 7 x ) d x + ( x 2 + 2 y 2 − 3 y ) d y = 0 (x^2+2xy-7x)dx+(x^2+2y^2-3y)dy=0 ( x 2 + 2 x y − 7 x ) d x + ( x 2 + 2 y 2 − 3 y ) d y = 0 is an exact equation.
{ ∂ u ∂ x = M ( x , y ) ∂ u ∂ y = N ( x , y ) \begin{cases}
\dfrac{\partial u}{\partial x}=M(x, y) \\ \\
\dfrac{\partial u}{\partial y}=N(x, y)
\end{cases} ⎩ ⎨ ⎧ ∂ x ∂ u = M ( x , y ) ∂ y ∂ u = N ( x , y )
{ ∂ u ∂ x = x 2 + 2 x y − 7 x ∂ u ∂ y = x 2 + 2 y 2 − 3 y \begin{cases}
\dfrac{\partial u}{\partial x}=x^2+2xy-7x \\ \\
\dfrac{\partial u}{\partial y}=x^2+2y^2-3y
\end{cases} ⎩ ⎨ ⎧ ∂ x ∂ u = x 2 + 2 x y − 7 x ∂ y ∂ u = x 2 + 2 y 2 − 3 y
u ( x , y ) = ∫ ( x 2 + 2 x y − 7 x ) d x + φ ( y ) u(x, y)=\int(x^2+2xy-7x)dx+\varphi(y) u ( x , y ) = ∫ ( x 2 + 2 x y − 7 x ) d x + φ ( y )
= 1 3 x 3 + x 2 y − 7 2 x 2 + φ ( y ) =\dfrac{1}{3}x^3+x^2y-\dfrac{7}{2}x^2+\varphi(y) = 3 1 x 3 + x 2 y − 2 7 x 2 + φ ( y )
∂ u ∂ y = x 2 + φ ′ ( y ) = x 2 + 2 y 2 − 3 y \dfrac{\partial u}{\partial y}=x^2+\varphi'(y)=x^2+2y^2-3y ∂ y ∂ u = x 2 + φ ′ ( y ) = x 2 + 2 y 2 − 3 y
φ ′ ( y ) = 2 y 2 − 3 y \varphi'(y)=2y^2-3y φ ′ ( y ) = 2 y 2 − 3 y
φ ( y ) = ∫ ( 2 y 2 − 3 y ) d y = 2 3 y 3 − 3 2 y 2 − C \varphi(y)=\int(2y^2-3y)dy=\dfrac{2}{3}y^3-\dfrac{3}{2}y^2-C φ ( y ) = ∫ ( 2 y 2 − 3 y ) d y = 3 2 y 3 − 2 3 y 2 − C
u = 1 3 x 3 + x 2 y − 7 2 x 2 + 2 3 y 3 − 3 2 y 2 − C u=\dfrac{1}{3}x^3+x^2y-\dfrac{7}{2}x^2+\dfrac{2}{3}y^3-\dfrac{3}{2}y^2-C u = 3 1 x 3 + x 2 y − 2 7 x 2 + 3 2 y 3 − 2 3 y 2 − C
1 3 x 3 + x 2 y − 7 2 x 2 + 2 3 y 3 − 3 2 y 2 = C \dfrac{1}{3}x^3+x^2y-\dfrac{7}{2}x^2+\dfrac{2}{3}y^3-\dfrac{3}{2}y^2=C 3 1 x 3 + x 2 y − 2 7 x 2 + 3 2 y 3 − 2 3 y 2 = C
Comments