[Полный список тем по дифференциальным уравнениям (ДУ) ]

Уравнение Бернулли

Уравнение Бернулли имеет вид $$\frac{dy}{dx}+p(x)\cdot y=Q(x)\cdot y^{n} \qquad (1)$$ , где $n \neq 0$ .

С помощью замены переменной $$z=\frac{1}{ y^{n-1} } \qquad (2)$$ уравнение Бернулли приводится к линейному уравнению и интегрируется как линейное.

Примеры

Пример 1. Решить уравнение ${3y}'+y=\frac{1}{y^{2}}$

Решение. Умножим обе части уравнения на $y^{2}$ , т.е. на $y^{-n}$ см.формулу (1) $$ 3y^{2}{y}'+y^{3}=1 $$

Положим $y^{3}=z$ , тогда $3y^{2}{y}'=\frac{dz}{dx}$ см.формулу (2) и подставим в уравнение $$ \frac{dz}{dx}+z=1 \\ z=uv \;;\; \frac{dz}{dx}=u \frac{dv}{dx}+v \frac{du}{dx} \\ u \left ( \frac{dv}{dx} +v \right ) +v \frac{du}{dx}=1 \;;\; \frac{dv}{dx}+v=0 \;;\; \ln{v}=-x \;;\; v=e^{-x} \\ e^{-x}\frac{du}{dx}=1 \;;\; du=e^{x}dx \;;\; u=e^{x}+C \\ z=uv=e^{-x}(e^{x}+C)=1+Ce^{-x} \\ y^{3}=1+Ce^{-x} $$


Полный список тем по ДУ