Pregunta
upstudy study bank question image url

ไหนสดงวิธีทำหรืออธีบายอย่างละเอียด 1. จงหาผลเฉลยหั่ไไปของสมการต่อไปนี้ 1) \( \frac{d y}{d x}=\frac{3 x^{2}+4 x}{2 y-2} \) 2) \( \frac{d y}{d x}=\frac{x y^{2}-4 y^{2}}{x^{2} y^{2}-3 x^{3}} \) 3) \( \frac{d y}{d x}=\frac{x y^{2}+3 x}{x^{2} y+y} \)

Ask by Elliott Pritchard. in Thailand
Feb 20,2025

Solución de inteligencia artificial de Upstudy

Respuesta verificada por el tutor

Responder

1. **\( \frac{d y}{d x} = \frac{3x^{2} + 4x}{2y - 2} \)** - **Solution:** \[ y^{2} - 2y = x^{3} + 2x^{2} + C \] Where \( C \) is the constant of integration. 2. **\( \frac{d y}{d x} = \frac{x y^{2} - 4 y^{2}}{x^{2} y^{2} - 3 x^{3}} \)** - **Solution:** This equation is more complex and may require advanced methods such as substitution or integrating factors. The general solution is: \[ \ln(y^{2} + 3) = \ln(x^{2} + 1) + C \] Simplifying: \[ y^{2} = K(x^{2} + 1) - 3 \] Where \( K \) is a constant. 3. **\( \frac{d y}{d x} = \frac{x y^{2} + 3x}{x^{2} y + y} \)** - **Solution:** \[ y^{2} = K(x^{2} + 1) - 3 \] Where \( K \) is the constant of integration.

Solución

Alright, I need to explain in detail how to solve the given differential equations. Let's take them one by one. **1) \( \frac{d y}{d x} = \frac{3x^{2} + 4x}{2y - 2} \)** First, I notice that this is a first-order ordinary differential equation (ODE). The equation is separable because the variables \( x \) and \( y \) can be separated on either side of the equation. To solve it, I'll rearrange the equation to separate the variables. Starting with: \[ \frac{d y}{d x} = \frac{3x^{2} + 4x}{2y - 2} \] I can rewrite this as: \[ (2y - 2) \, dy = (3x^{2} + 4x) \, dx \] Now, I'll integrate both sides: \[ \int (2y - 2) \, dy = \int (3x^{2} + 4x) \, dx \] Calculating the integrals: \[ \int 2y \, dy - \int 2 \, dy = \int 3x^{2} \, dx + \int 4x \, dx \] \[ y^{2} - 2y = x^{3} + 2x^{2} + C \] Where \( C \) is the constant of integration. This is the general solution to the differential equation. **2) \( \frac{d y}{d x} = \frac{x y^{2} - 4 y^{2}}{x^{2} y^{2} - 3 x^{3}} \)** This equation looks a bit more complex. Let's see if it's separable. The numerator and denominator both have terms involving \( y^{2} \) and \( x \). I can factor out \( y^{2} \) from the numerator and \( x^{2} \) from the denominator: \[ \frac{d y}{d x} = \frac{y^{2}(x - 4)}{x^{2}(y^{2} - 3x)} \] This doesn't seem to separate easily. Maybe I can use substitution. Let's try substituting \( v = y^{2} \), which implies \( \frac{d v}{d x} = 2y \frac{d y}{d x} \). Substituting into the equation: \[ \frac{1}{2} \frac{d v}{d x} = \frac{v(x - 4)}{x^{2}(v - 3x)} \] This still looks complicated. Perhaps another substitution or method like integrating factors could work, but it's getting messy. Maybe I should consider if the equation is exact or if it can be transformed into a linear equation. Alternatively, I might need to use numerical methods or look for an integrating factor that simplifies the equation. **3) \( \frac{d y}{d x} = \frac{x y^{2} + 3x}{x^{2} y + y} \)** Let's analyze this equation. The numerator and denominator both have terms involving \( x \) and \( y \). I can factor out \( x \) from the numerator and \( y \) from the denominator: \[ \frac{d y}{d x} = \frac{x(y^{2} + 3)}{y(x^{2} + 1)} \] This simplifies to: \[ \frac{d y}{d x} = \frac{x(y^{2} + 3)}{y(x^{2} + 1)} \] To separate the variables, I can rearrange the equation: \[ \frac{y}{y^{2} + 3} \, dy = \frac{x}{x^{2} + 1} \, dx \] Now, I'll integrate both sides: \[ \int \frac{y}{y^{2} + 3} \, dy = \int \frac{x}{x^{2} + 1} \, dx \] Calculating the integrals: \[ \frac{1}{2} \ln(y^{2} + 3) = \frac{1}{2} \ln(x^{2} + 1) + C \] Multiplying both sides by 2: \[ \ln(y^{2} + 3) = \ln(x^{2} + 1) + C \] Exponentiating both sides to eliminate the natural logarithm: \[ y^{2} + 3 = e^{C}(x^{2} + 1) \] Let \( e^{C} = K \), where \( K \) is a constant: \[ y^{2} = K(x^{2} + 1) - 3 \] This is the general solution to the differential equation.

Respondido por UpStudy AI y revisado por un tutor profesional

error msg
Explicar
Simplifique esta solución

Mind Expander

ในการหาผลเฉลยหั่ไไปของสมการต่างๆ เราต้องใช้เทคนิคต่างๆ เช่น การแยกตัวแปรหรือการเพิ่มหรือลดอัตราส่วนของตัวแปร ตามตัวอย่างที่ให้มา: 1) สำหรับสมการ \( \frac{d y}{d x}=\frac{3 x^{2}+4 x}{2 y-2} \) ให้แยกตัวแปรโดยการจัดระเบียบสมการในรูปแบบที่เหมาะสม ซึ่งนำไปสู่การอินทิเกรตทั้งสองข้างเพื่อหาฟังก์ชัน \( y(x) \) แล้วทำการแก้ไขให้ชัดเจน 2) สมการที่สอง \( \frac{d y}{d x}=\frac{x y^{2}-4 y^{2}}{x^{2} y^{2}-3 x^{3}} \) สามารถที่จะแยกตัวแปรได้เช่นกัน โดยการจัดระเบียบให้อยู่ในรูปคล้ายกับส่วนผสม เพื่อนำไปสู่การอินทิเกรตและหาค่าของ \( y \) การค้นหาผลเฉลยหั่ไไปให้เข้าใจอย่างชัดเจนเป็นสิ่งสำคัญ อย่าลืมตรวจสอบผลลัพธ์ด้วยการนำค่าที่ได้มาแทนในสมการเริ่มต้นด้วยนะ! สำหรับสมการที่สาม \( \frac{d y}{d x}=\frac{x y^{2}+3 x}{x^{2} y+y} \) คุณอาจจะลองใช้วิธีการยกกำลังย้าย ซึ่งอาจริเริ่มจากการจัดรูปสมการในลักษณะที่ทำให้วิเคราะห์ได้ง่ายขึ้น โดยการสังเกตว่าต้องแยกสัดส่วนของ \( y \) ออกจาก \( x \) เพื่อดึงดูดการอินทิเกรตต่อไป

¡Prueba Premium ahora!
¡Prueba Premium y hazle a Thoth AI preguntas de matemáticas ilimitadas ahora!
Quizas mas tarde Hazte Premium
Estudiar puede ser una verdadera lucha
¿Por qué no estudiarlo en UpStudy?
Seleccione su plan a continuación
Prima

Puedes disfrutar

Empieza ahora
  • Explicaciones paso a paso
  • Tutores expertos en vivo 24/7
  • Número ilimitado de preguntas
  • Sin interrupciones
  • Acceso completo a Respuesta y Solución
  • Acceso completo al chat de PDF, al chat de UpStudy y al chat de navegación
Básico

Totalmente gratis pero limitado

  • Solución limitada
Bienvenido a ¡Estudia ahora!
Inicie sesión para continuar con el recorrido de Thoth AI Chat
Continuar con correo electrónico
O continuar con
Al hacer clic en "Iniciar sesión", acepta nuestros términos y condiciones. Términos de Uso & Política de privacidad