Для решения дифференциального уравнения \( y' = \frac{2x}{3y} \) методом изоклин начнем с нахождения изоклин. Изоклины задаются уравнением вида:
\[ \frac{dy}{dx} = \frac{2x}{3y} \]
Изоклины представляют собой линии в пространстве \( (x, y) \), где угловой коэффициент производной \( \frac{dy}{dx} \) постоянен. Применяя тангенс угла, мы можем записать гладкую кривую, где
\[ k = \frac{2x}{3y} \]
где \( k \) — это константа, определяющая изоклину. Перепишем вышеуказанное уравнение в следующем виде:
\[ 3ky = 2x. \]
Можно выразить \( y \) через \( x \):
\[ y = \frac{2x}{3k}. \]
Теперь мы можем рассмотреть линию, проходящую через точку \( M(1,1) \). В этой точке следует определить константу \( k \):
\[ 1 = \frac{2 \cdot 1}{3k} \implies 3k = 2 \implies k = \frac{2}{3}. \]
Таким образом, у нас есть изоклина с \( k = \frac{2}{3} \):
\[ y = \frac{2x}{3 \cdot \frac{2}{3}} = x. \]
Теперь у нас есть изоклина \( y = x \). Теперь мы можем подставить \( k \) в уравнение производной, чтобы найти общий вид решений.
Теперь мы можем интегрировать уравнение:
\[ \frac{dy}{dx} = \frac{2x}{3y} \]
Умножим обе части на \( 3y \):
\[ 3y \, dy = 2x \, dx. \]
Интегрируем обе стороны:
\[ \int 3y \, dy = \int 2x \, dx \implies \frac{3y^2}{2} = x^2 + C, \]
где \( C \) — константа интегрирования. Умножив на \( 2 \), получаем:
\[ 3y^2 = 4x^2 + C'. \]
Теперь, чтобы найти \( C' \), подставим точку \( M(1, 1) \):
\[ 3(1)^2 = 4(1)^2 + C' \implies 3 = 4 + C' \implies C' = -1. \]
Таким образом, уравнение интегральной кривой будет:
\[ 3y^2 = 4x^2 - 1. \]
Или в более удобной форме:
\[ y^2 = \frac{4x^2 - 1}{3}. \]
Это уравнение представляет собой интегральную кривую, проходящую через точку \( M(1,1) \).