Вопрос задан 09.07.2026 в 08:36. Предмет Математика. Спрашивает Кузнецов Илья.

(y-x)dx+(y+x)dy=0

Решить однородное дифференциальное уравнение первого порядка

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Зеленская Настена.

Дано уравнение

(yx)dx+(y+x)dy=0.(y-x)\,dx+(y+x)\,dy=0.

Оно является однородным, так как коэффициенты yxy-x и y+xy+x — однородные функции первой степени.

Перейдём к виду с производной:

(y+x)dydx=xy,(y+x)\frac{dy}{dx}=x-y, dydx=xyx+y.\frac{dy}{dx}=\frac{x-y}{x+y}.

Сделаем замену

y=vx,dydx=v+xdvdx.y=vx, \qquad \frac{dy}{dx}=v+x\frac{dv}{dx}.

Тогда

v+xdvdx=xvxx+vx=1v1+v.v+x\frac{dv}{dx}=\frac{x-vx}{x+vx} =\frac{1-v}{1+v}.

Следовательно,

xdvdx=1v1+vv.x\frac{dv}{dx} =\frac{1-v}{1+v}-v.

Приведём к общему знаменателю:

xdvdx=1vvv21+v=12vv21+v.x\frac{dv}{dx} =\frac{1-v-v-v^2}{1+v} =\frac{1-2v-v^2}{1+v}.

Разделим переменные:

1+v12vv2dv=dxx.\frac{1+v}{1-2v-v^2}\,dv=\frac{dx}{x}.

Заметим, что

12vv2=2(v+1)2.1-2v-v^2=2-(v+1)^2.

Положим u=v+1u=v+1, тогда du=dvdu=dv. Получаем:

u2u2du=dxx.\int \frac{u}{2-u^2}\,du=\int\frac{dx}{x}. 12ln2u2=lnx+C.-\frac12\ln|2-u^2|=\ln|x|+C.

Возвращаясь к vv,

12ln2(v+1)2=lnx+C.-\frac12\ln\left|2-(v+1)^2\right|=\ln|x|+C.

После преобразований:

x2[2(1+yx)2]=C.x^2\left[2-\left(1+\frac{y}{x}\right)^2\right]=C.

Раскроем скобки:

2x2(x+y)2=C,2x^2-(x+y)^2=C,

или

x22xyy2=C.\boxed{x^2-2xy-y^2=C}.

Это общее решение дифференциального уравнения.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Математика

Последние заданные вопросы в категории Математика

Задать вопрос