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微分方程y'=(x+y+3)/(x+2y-1)的解

導讀x+y+3=(x+7)+(y-4)=X+Y。x+2y-1=(x+7)+2(y-4)=X+2Y。則dy/dx=dY/dX。原微分方程化為。dY/dX=(X+Y)/(X+2Y) 齊次方程。分子分母同除以X得:dY/dX=(1+Y/X)/(1+2Y/X)。令u=Y/X,得Y=uX,dY/dX=u+X*du/dX。上式化為:u+X*du/dX=(1+u)/(1+2u)。du/dX=(1+u)/(1+2u)-u=(1-2u^2)/(1+2u)。則(1+2u)/(1-2u^2)du=dX。得:1/(1-2u^2)du+2u/(1-2u^2)du=dX。積分得:√2/4*ln|(2u+√2)/(2u-√2)|-(1/2)ln|1-2u^2|=X+C。

令X=x+7,Y=y-4,x+y+3=(x+7)+(y-4)=X+Yx+2y-1=(x+7)+2(y-4)=X+2Y則dy/dx=dY/dX原微分方程化為:dY/dX=(X+Y)/(X+2Y) 齊次方程分子分母同除以X得:dY/dX=(1+Y/X)/(1+2Y/X)令u=Y/X,得Y=uX,dY/dX=u+X*du/dX上式化為:u+X*du/dX=(1+u)/(1+2u)du/dX=(1+u)/(1+2u)-u=(1-2u^2)/(1+2u)則(1+2u)/(1-2u^2)du=dX得:1/(1-2u^2)du+2u/(1-2u^2)du=dX積分得:√2/4*ln|(2u+√2)/(2u-√2)|-(1/2)ln|1-2u^2|=X+C將u換成Y/X得:√2/4*ln|(2Y+√2X)/(2Y-√2X)|-(1/2)ln|1-2(Y/X)^2|=X+C將X換成x+7,Y換成y-4得,兩邊再乘以2:解為√2/2*ln|(2(y-4)+√2(x+7))/(2(y-4)-√2(x+7))|-ln|1-2((y-4)/(x+7))^2|=2x+C1

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