Question
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

Upstudy AI Solution

Tutor-Verified Answer

Answer

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.

Solution

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.

Answered by UpStudy AI and reviewed by a Professional Tutor

error msg
Explain
Simplify this solution

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

Try Premium now!
Try Premium and ask Thoth AI unlimited math questions now!
Maybe later Go Premium
Study can be a real struggle
Why not UpStudy it?
Select your plan below
Premium

You can enjoy

Start now
  • Step-by-step explanations
  • 24/7 expert live tutors
  • Unlimited number of questions
  • No interruptions
  • Full access to Answer and Solution
  • Full Access to PDF Chat, UpStudy Chat, Browsing Chat
Basic

Totally free but limited

  • Limited Solution
Welcome to UpStudy!
Please sign in to continue the Thoth AI Chat journey
Continue with Email
Or continue with
By clicking “Sign in”, you agree to our Terms of Use & Privacy Policy