Линейные дифференциальные уравнения 1-го порядка
y - y * tgx = /frac{1}{cosx}
При x = 0, y = 0



Домножим всё на     /cos{x} /

 y /cos{x} - y /sin{x} = 1 / ;


Решим соответствующее однородное дифф.уравнение:

 y /cos{x} - y /sin{x} = 0 / ;

 /frac{dy}{dx} /cos{x} = y /sin{x} / ;

 /frac{dy}{y} = tg{x} dx / ;

 /int{ /frac{dy}{y} } = /int{ /frac{ /sin{x} /cdot dx }{ /cos{x} } } / ;

 /ln{ | y | } = - /int{ /frac{ d /cos{x} }{ /cos{x} } } / ;

 /ln{ | y | } = - /ln{ | /cos{x} | } + C_1 / ;

 /ln{ | y | } = /ln{ | /frac{ C }{ /cos{x} } | } / ;

 | y | = | /frac{ C }{ /cos{x} } | / ;

 y = /frac{ C }{ /cos{x} } / ;


Если заменить константу C функцией f(x), то решение примет вид:

 y = /frac{ f(x) }{ /cos{x} } / ;

 y = /frac{ f(x) /cos{x} + f(x) /sin{x} }{ /cos^2{x} } / ;


Подставим эти выражения в исходное:

 /frac{ f(x) /cos{x} + f(x) /sin{x} }{ /cos^2{x} } /cdot /cos{x} - /frac{ f(x) }{ /cos{x} } /cdot /sin{x} = 1 / ;

 /frac{ f(x) /cos{x} + f(x) /sin{x} }{ /cos{x} } - /frac{ f(x) }{ /cos{x} } /cdot /sin{x} = 1 / ;

 /frac{ f(x) /cos{x} + f(x) /sin{x} - f(x) /sin{x} }{ /cos{x} } = 1 / ;

 /frac{ f(x) /cos{x} }{ /cos{x} } = 1 / ;

 f(x) = 1 / ;

 f(x) = x + C / ;


Окончательное общее решение:

 y = /frac{ x + C }{ /cos{x} } / ;



Наложим на решение начальные словия:    ( x ; y ) = ( 0 ; 0 ) / :

 0 = /frac{ 0 + C }{ /cos{0} } / ;

 0 = 0 + C / ;

 C = 0 / ;


Частное решение:

 y = /frac{x}{ /cos{x} } / ;


О т в е т :     y = /frac{x}{ /cos{x} } / .



Оцени ответ
Подпишись на наш канал в телеграм. Там мы даём ещё больше полезной информации для школьников!

Загрузить картинку