Новая Школа - онлайн-школа подготовки к ЕГЭ
Задача Задача №2615267
А
Аноним
12 января 2025 08:39 · публичный вопрос
А
Аноним

для данного дифференциального уравнения методом изоклин построить интегральную кривую проходящую через точку м y'=2x/3y ; M(1;1)

Ответ нейросети
12 января 2025 08:39

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 \( M(1,1) \).