Trivial:
1. Zmienne rozdzielone lub schemat rozwiązywania równań linowych niejednorodnych stopnia
pierwszego. Używając zmiennych rozdzielonych:
y' + 2xy = 4x
y' = −2xy + 4x
y' = −2x(y−2)
ln|y−2| = −x
2 + c, c ∊ R
|y−2| = e
−x2+c
y−2 = ±e
−x2*e
c, C = e
c: c∊R ⇒ C>0
y = 2 ± Ce
−x2
Łącząc wszystkie rozwiązania mamy:
y = 2 + Ce
−x2, C∊R.
2. Użyjemy schematu.
y' + py = q
Najpierw rozwiązujemy równanie jednorodne korzystając ze wzoru:
y
j = Ce
−∫pdx, C ∊ R
y' + y = xe
3x ← u nas p = 1, czyli: y
j = Ce
−∫1dx = Ce
−x.
Następnie stosujemy metodę przewidywań lub uzmiennianie stałej aby znaleźć rozwiązanie
szczególne y
s. Tutaj może być trudno zgadnąć, więc zastosujemy uzmiennianie.
y
s = C(x)e
−x
y
s' = C'(x)e
−x − C(x)e
−x
Wstawiamy do równania...
C'(x)e
−x − C(x)e
−x + C(x)e
−x = xe
3x
C'(x)e
−x = xe
3x
C'(x) = xe
4x
| | e4x | | e4x | |
C(x) = ∫xe4xdx = x* |
| − ∫1* |
| dx = // stałe całkowania ignorujemy |
| | 4 | | 4 | |
| | e4x | | e4x | | e4x | |
= x* |
| − |
| = |
| (4x−1). |
| | 4 | | 16 | | 16 | |
Zatem
| | e3x | |
ys = C(x)e−x = |
| (4x−1) |
| | 16 | |
Rozwiązaniem jest
| | e3x | |
y = ys + yj = |
| (4x−1) + Ce−x. |
| | 16 | |