y′ = 68·y + 73
Разберём ДУ вида y′ = a·y + b: найдём общее решение и коротко проверим подстановкой.
Коэффициенты словами: a = шестьдесят восемь, b = семьдесят три.
Уравнение
y′ = 68·y + 73
Общее решение
y(x) = C·e^(68·x) - 73/68
Пошаговое решение (метод интегрирующего множителя)
Дано: y′ = 68·y + 73 Приведём к виду: y′ − a·y = b 1) Интегрирующий множитель: μ(x) = e^(−68·x) 2) Умножаем уравнение на μ(x): (y′ − a·y)·μ = b·μ 3) Левая часть становится полной производной: (y·μ)′ = b·μ 4) Интегрируем: y·μ = ∫ b·μ dx + C 5) Выражаем y: y(x) = C·e^(68·x) − 73/68 Ответ: y(x) = C·e^(68·x) - 73/68
Пояснение шагов
Шаг 1: переносим a·y влево: y′ − a·y = b.
Шаг 2: берём интегрирующий множитель μ(x)=e^(−a·x).
Шаг 3: после умножения левая часть превращается в полную производную (y·μ)′.
Шаг 4: интегрируем правую часть и добавляем константу C.
Шаг 5: умножаем на e^(a·x) и получаем общее решение y(x).
Совет
Если a = 0, уравнение превращается в y′ = b и решается сразу интегрированием. Если a ≠ 0 — используем интегрирующий множитель μ(x)=e^(−a·x).
Проверка
Проверка: подставляем найденное y(x) в правую часть a·y + b и убеждаемся, что получаем y′(x).
Вопросы и ответы
Что означает константа C?
Это произвольная постоянная, отражающая семейство решений дифференциального уравнения.
Когда можно решить без интегрирующего множителя?
Когда a = 0: уравнение становится y′ = b и решается прямым интегрированием.
Зачем нужна проверка?
Чтобы убедиться, что производная y′ совпадает с выражением a·y + b после подстановки решения.