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книги / Математика. Дифференциальные уравнения

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3.27.y′− y = x + 1x ex

3.28.xy′+ y = 4x3

3.29.y(1x2 ) + xy2 = 2x (1x2 )

3.30.y′− x y+1 = ex (x +1)

Задача 4. Найти решение задачи Коши.

 

 

 

 

 

1

 

 

4.01.

2 y

2

dx +

 

y

 

= 0

 

x +e

 

dy

 

 

 

 

 

 

 

 

4.02.

dx +(xy y3 )dy = 0

 

4.03. y =(x2 ln y x) y

 

4.04.

(2xy +3)dy y2dx = 0

4.05.

ydx +(4ln y 2x y)dy = 0

4.06.

( y4 + 2x) y′= y

 

 

4.07.

( y4ey + 2x) y′= y

 

4.08.

(xcos2 y y2 ) y′= y cos2 y

4.09.(2 y ln y + y x) y′= y

4.10.y(2x y2 ) =1

4.11.y(1+ y2 )dx =(x + xy2 y2 )dy

4.12.dy(xcos y +sin 2 y) = dx

4.13.2xy( y2 + 4)dy + y2 ( y2 + 4)dx = 2dy

y(1) = e

y(1) = 0 y(0) = 23 y(0) =1

y(e) =1

y(1) = 0 y(1) =1 y(0) =1 y(0) =1 y(0) = 2 y(0) =1

y(π) = π4 y(2) =1

y(1) = 0

 

π

=1

y

4

 

 

 

 

 

y(0) = π

y π = 28

81

4.14.

(6x

y +7)dy = 2 y ydx

4.15.

(2 y + x tgy y tgy)dy = dx

 

 

 

 

1

 

4.16.

 

3x y2e y

dy = ydx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.17.(xy + y )dy + y2dx = 0

4.18.(cos 2 y cos2 y x) y′=sin y cos y

4.19.ydy = ey2 (dx 2xydy)

4.20.(4 y cos 2 y x) y′= y

1

4.21.e2 y + x dy + 4 y2dx = 0

4.22.

y2 +(xy 1) y′= 0

4.23.

(sin2 y + x ctgy) y′=1

4.24.

2ln ydy = ydx xdy

4.25.

(sin2 2 y 2sin2 y + 2x) y′=sin 2 y

 

 

 

 

 

1

 

4.26.

2 y

2

dx +

 

y

 

x +e

 

dy = 0

 

 

 

 

 

 

 

4.27.y3 ( y 2)dx +3xy2 ( y 2)dy =( y +3)dy

4.28.( y3 + xy y)dy = 12 dx

4.29.ydx +(sin 2 y 2cos2 y + x)dy = 0

82

y(4) =1 y(0) = π

y(e) =1

y 1 = 42

y π =14

y(0) = 0

y(16) = π4 y(e) = 12

y(2) =1 y(1) = π2

y (4) = e2

 

1

=

π

y

2

 

4

 

 

 

y(e) =1

y 1 =39

y(2) = 0 y(1) = π2

4.30. (1+ x shy)dy = chydx

Задача 5. Найти решение задачи Коши.

5.01.

y′−

2xy

 

=

 

4

y

arctgx

 

 

 

 

 

 

1+ x2

 

 

1

+ x2

5.02.

y′− xy = −y3ex2

5.03.

xy′+ 2 y =3x3 4

y3

5.04.

xy′+ y = y2 ln x

 

 

5.05.

x(x 1) y′+ y3 = xy

5.06.

y′− y tgx = −

2 y4 sin x

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

5.07.

x cos2 x y′+ 2 y cos2 x = 2x y

5.08.

y′+ y = e

x

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

2

 

 

 

5.09.2 y′+ y cos x = y1 cos x(1+sin x)

5.10.2( y′+ xy) =( x 1)ex y2

5.11.4y′+ x3 y =(x3 +8)e2 x y2

5.12.xy′+ 2 y + x5 y3ex = 0

5.13.y′− y tgx + y2 cos x = 0

5.14.2 y′+3y cos x = e2 x (2 +3cos x) y1

5.15.3( xy′+ y) = xy2

5.16.8xy′−12 y = −(5x2 +3) y3

5.17.y′+ xy =(1+ x)ex y2

y(1) = ln 2

y(0) =1

y(0) =1 y(1) =1

y(1) = 12 y(1) =1

y(0) =1

y(2π) =1

y(0) = 94 y(0) =1

y(0) = 2 y(0) =1

y(1) = 12 y(π) = −1

y(0) = 2 y(1) =3 y (1) = 2 y(0) =1

83

5.18.y′+ 4x3 y = 4y2e4 x (1x3 )

5.19.xy′− y = −y2 (ln x + 2)ln x

5.20.3y′+ 2xy = 2xy2e2 x2

5.21.2xy′−3y +(20x2 +12) y3 = 0

5.22.3xy′+5y =(4x 5) y4

5.23.y′+ 2xy = 2x3 y3

5.24.x2 y2 y′+ xy3 =1

5.25.2 y′−3y cos x = −e2 x (2 +3cos x) y1

5.26. хy′−2 x3 y = y

5.27.( x +1) y′+ y + y2 (x +1) = 0

5.28.y′= x y + x2xy1

5.29.yy′= xe2 x + y2

5.30.(1x2 ) y′− xy = 2xy2

y(0) =1 y(1) =1 y(0) = −1

y(1) = 2 12

y(1) =1 y (0) = 2 y(1) =1 y(0) =1 y(2) =8 y(0) = 2

y( 2 ) =1

y(0) = 2 y(0) =1

Задача 6. Найти общий интеграл дифференциального уравнения.

6.1. (x +ex + y)dx +(x + y2 4)dy = 0

6.2. y′=

 

y 3x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4y x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

x

x

 

 

 

 

 

 

 

 

6.3.

 

2x

+e y dx

+ 1

 

e y dy = 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.4. y′=

 

 

ey

 

 

 

 

 

 

 

 

xey 2 y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

84

6.5. (2x y +1)dx +(2 y x 1)dy = 0

′= x yex

6.6. y ex y

6.7. (2x + y +3x2 sin y)dx +(x + x3 cos y + 2 y)dy = 0

6.8. y′= x +ex + 2 y 4 2x y2

6.9. (x + 2 3y2 )dy =(6x2 y +3)dx

6.10. y′= x2 3y2 6xy +1

6.11. ey dx +(3y + xey )dy = 0

6.12. y′= y2 + 2 y 2xy

6.13.(cos y x3 )dy =(3x2 y +sin x)dx

6.14.y′= sin x 2xy

x2 cos y

6.15. xy dx +( y2 +ln x)dy = 0

6.16. y′= y2 y + 2 x 2xy

6.17. y cos x dx +sin x dy = 0

6.18. y′= 2 y eyxey

6.19. (ex + y +sin y)dx +(ey + x + xcos y)dy = 0

6.20. y′= x3 + y y x

85

6.21.(ln y 2x)dx + xy 2 y dy = 0

6.22.

y′=

8y 10xy +1

 

 

5x2 8x +3

6.23.

(x2 + y2 + y)dx +(2xy + x +ey )dy = 0

6.24.

y′=

ysin x + 2

 

cos x

 

 

6.25. (x2 + xy2 )dx +(x2 y + y3 )dy = 0

6.26. y′=

3x2 6xy2

 

6x2 y + 4 y3

 

 

6.27. ( y3 ln x)dy = xy dx

6.28. y′=

2 y xey

 

ey

6.29. (x2 + y 5)dx +(x + y +ey )dy = 0

′= cos x y3 6.30. y 3xy2 +ey

Задача 7. Найти общий интеграл дифференциального уравнения.

7.1.(1x2 y)dx + x2 ( y x)dy = 0

7.2.3ey dx +(xey 1)dy = 0

7.3.xdy =(x2 y + y)dx

7.4.(x3 + xy + 2x2 y3 )dx +(x2 +3x3 y2 )dy = 0

7.5.( x xy)dx +( y + x2 )dy = 0

86

7.6.y2dx +(xy 2)dy = 0

7.7.(1+3x2 sin y)dx = xctgy dy

7.8.(3x2 + y2 )dx + xydy = 0

7.9.( x + 2xy)dx +(x 2)dy = 0

7.10.(4xy 3)dx +(x2 +1)dy = 0

7.11.ydx +(2x + 2 y2 sin 2 y 3y cos 2 y)dy = 0

7.12.sin 2 ydx + 2(x cos2 y cos 2 y)dy = 0

7.13.x(1 y)dx +(x2 + y)dy = 0

7.14.(x2 + y)dx 2xydy = 0

7.15.(1+ y2 )dx + xydy = 0

7.16.sin ydy =(x cos y)dx

7.17.(xy2 2 y3 )dx +(3 2xy2 )dy = 0

7.18.(2 y + xy3 )dx +(x + x2 y2 )dy = 0

7.19.ydx + xln xdy = 0

7.20.(xy2 3y3 )dx +(13xy2 )dy = 0

7.21.xdy =( y + xy2 )dx

 

 

 

y

 

 

1

 

2 y

7.22.

1

+

 

 

dx +

 

+

 

 

dy = 0

x

2

 

x

2

 

 

 

 

 

x

 

 

 

7.23.(x + x2 y)dy = ydx

7.24.(x2 y3 + y)dx +(x3 y2 x)dy = 0

7.25.1+ sinx y dx +(xctgy +1)dy = 0

87

7.26.xdy = y(1+ xy)dx

7.27.( x + y) ydx +(xy +1)dy = 0

7.28.y2dx = (xy + x3 )dy

7.29.(x2 + 2x + y)dx +(3x2 y x)dy = 0

7.30.xdy =(x2 + y)dx

Задача 8. Определить виды дифференциальных уравнений

иуказать методы их решения.

8.01.1) (x y)dx + xdy = 0

2)(1+ x2 ) y′=1y3

3)(sin2 y + x ctg y) y′=1

4)3x2ey dx +(x3ey 1)dy = 0

5)2( xy′+ y) = y2 ln x

8.02. 1) 1

 

1

 

x

 

 

 

y

 

+ y e

 

dx +

1

 

 

 

 

 

 

 

x

 

x

 

 

 

y

y2

e

 

dy = 0

 

 

 

 

 

2)2( y′+ y) = xy2

3)xydy + xdx = 0

4)y2 + 4 =3xyy

5)y2dx +(xy 1)dy = 0

8.03.1) y′+ x y+1 =(1+ x)3

2)2x2dy =(xy + y2 )dx

3)y′=3xy + x

88

4) xy′− y = −y2 (ln x + 2)ln x

 

 

5)

sin y + y sin x +

1

dx + xcos y cos x +

1

dy = 0

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

y

8.04. 1)

dx

x + y2

dy = 0

 

 

 

 

y

y2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2)(2ey x) y′=1

3)x2 y′= xy + y2

4)y′− y = 4xy

5)yy′= xe2 x + y2

8.05.1) xy′=3y x4 y2

2)(12xy) y′= y( y 1)

3)y2 +1 = xyy

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

5)xey2 dx +(x2 yey2 + tg2 y)dy = 0

8.06.1) 3( xy′+ y) = xy2

2)xy2 dx xyx+1 dy = 0

3)dydx y = y x+1

4)(2 xy x)dy + ydx = 0

5)2x2 yy′+ y2 = 2

8.07. 1) (x2 1) y′− x(x2 1) y = xy

2)(cos(x + y2 ) +sin x)dx + 2 y cos(x + y2 )dy = 0

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

89

4)(x + xy2 )dy + ydx y2dx = 0

5)( y4ey + 2x) y′= y

8.08.1) dx +(xy y3 )dy = 0

2)(x2 1) y′− xy = x3 x

3)( y2 2xy)dx + x2dy = 0

4)dy 2xydx = xdx

5)ey dx +(cos y + xey )dy = 0

8.09.1) (5xy2 x3 )dx +(5x2 y y)dy = 0

2)2 y′−3y cos x = −e2 x (2 +3cos x) y1

3) xdy ydx = x2 + y2 dx

4)y = 2(1+ x2 y) + x2 y

5)(4ey + x) y′= 2

8.10.1) xy2dy =(x3 + y3 )dx

2)(3x + y2 )dy = ydx

3)2 y′+7x =3xy2

 

 

 

y

 

 

 

xdy

 

 

4)

 

 

 

 

 

+ex dx

 

 

 

 

= 0

 

2

+ y

2

x

2

+ y

2

 

x

 

 

 

 

 

 

5) x 5 + y2 + y 4 + x2 y′= 0

8.11.1) 2xy′−3y = −(20x2 +12) y3

2)x3dy =(xy2 + y3 )dx

3)dx y +x 2 dy = ydy

90