y′ = 64·y + 9
Розглянемо ДР виду y′ = a·y + b: знайдемо загальне рішення і коротко перевіримо підстановкою.
Коефіцієнти словами: a = шестьдесят четыре, b = девять.
Рівняння
y′ = 64·y + 9
Загальне рішення
y(x) = C·e^(64·x) - 9/64
Пошагове рішення (метод інтегруючого множника)
Дано: y′ = 64·y + 9 Приведемо до вигляду: y′ − a·y = b 1) Інтегруючий множник: μ(x) = e^(−64·x) 2) Множимо рівняння на μ(x): (y′ − a·y)·μ = b·μ 3) Ліва частина стає повною похідною: (y·μ)′ = b·μ 4) Інтегруємо: y·μ = ∫ b·μ dx + C 5) Виражаємо y: y(x) = C·e^(64·x) − 9/64 Відповідь: y(x) = C·e^(64·x) - 9/64
Пояснення кроків
Крок 1: переносимо a·y вліво: y′ − a·y = b.
Крок 2: беремо інтегруючий множник μ(x)=e^(−a·x).
Крок 3: після множення ліва частина перетворюється в повну похідну (y·μ)′.
Крок 4: інтегруємо праву частину і додаємо константу C.
Крок 5: множимо на e^(a·x) і отримуємо загальне рішення y(x).
Порада
При a=0 маємо y′=b. При a≠0 застосовуємо інтегруючий множник і отримуємо загальний розв'язок з константою C.
Перевірка
Перевіряємо розв'язком: обчислюємо y′ і порівнюємо з a·y+b — має співпадати.
Питання та відповіді
Що означає константа C?
Це довільна стала, що відображає сімейство рішень диференціального рівняння.
Коли можна вирішити без інтегруючого множника?
Коли a = 0: рівняння стає y′ = b і розв'язується прямим інтегруванням.
Навіщо потрібна перевірка?
Щоб переконатися, що похідна y′ збігається з виразом a·y + b після підстановки рішення.