Question #88757

Solve p2 + 2py cotx = y2.

Expert's answer

(y′)2+2y′ycotx−y2=0(y')^2+2y'ycotx-y^2=0

((y′)2+2y′ycotx−y2)/y2=0((y')^2+2y'ycotx-y^2)/y^2=0

(y′/y)2+2y′cotx/y−1=0(y'/y)^2+2y'cotx/y-1=0

z=y′/yz=y'/y

z2+2zcotx−1=0z^2+2zcotx-1=0

D=(2cotx)2+4=4(1+(cotx)2)=4/(sinx)2D=(2cotx)^2+4=4(1+(cotx)^2)=4/(sinx)^2

So we have two cases.


1)


z=(−2cotx+4/(sinx)2)/2=(1−cosx)/sinxz=(-2cotx+\sqrt{4/(sinx)^2})/2=(1-cosx)/sinx

y′/y=(1−cosx)/sinxy'/y=(1-cosx)/sinx

dy/y=(1−cosx)dx/sinxdy/y=(1-cosx)dx/sinx

∫dy/y=∫(1−cosx)dx/sinx\intop dy/y=\intop (1-cosx)dx/sinx

lny=∫(1−cosx)dx/sinxlny=\intop (1-cosx)dx/sinx

∫(1−cosx)dx/sinx=−∫(1−cosx)d(cosx)/(sinx)2=\intop (1-cosx)dx/sinx=-\intop (1-cosx)d(cosx)/(sinx)^2=

=−∫(1−cosx)d(cosx)/(1−(cosx)2)=−∫d(cosx)/(1+cosx)==-\intop (1-cosx)d(cosx)/(1-(cosx)^2)=-\intop d(cosx)/(1+cosx)=

=−ln(1+cosx)+C=-ln(1+cosx)+C

So we get:



lny=−ln(1+cosx)+C=ln(1/(1+cosx))+Clny=-ln(1+cosx)+C=ln(1/(1+cosx))+C

y(x)=c/(1+cosx)y(x)=c/(1+cosx)

2)


z=(−2cotx−4/(sinx)2)/2=−(1+cosx)/sinxz=(-2cotx-\sqrt{4/(sinx)^2})/2=-(1+cosx)/sinx

lny=−∫(1+cosx)dx/sinx=−ln(1−cosx)+Clny=-\intop (1+cosx)dx/sinx=-ln(1-cosx)+C

lny=ln(1/(1−cosx)+Clny=ln(1/(1-cosx)+C

y(x)=c/(1−cosx)y(x)=c/(1-cosx)


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