Дифференциальное уравнение dx/dt=kx
Преподаватель очень удивится увидев твоё верное решение 😼
Решение
Подробное решение
$$\frac{d}{d t} x{\left(t \right)} = k x{\left(t \right)}$$
Это дифф. уравнение имеет вид:
y' + P(x)y = 0,
где
$$P{\left(t \right)} = - k$$
и
и называется линейным неоднородным
дифф. уравнением 1го порядка:
Это ур-ние с разделяющимися переменными.
Данное ур-ние решается следущими шагами:
Из y' + P(x)y = 0 получаем
$$\frac{dy}{y} = - P{\left(x \right)} dx$$, при y не равным 0
$$\int \frac{1}{y}\, dy = - \int P{\left(x \right)}\, dx$$
$$\log{\left(\left|{y}\right| \right)} = - \int P{\left(x \right)}\, dx$$
Или,
$$\left|{y}\right| = e^{- \int P{\left(x \right)}\, dx}$$
Поэтому,
$$y_{1} = e^{- \int P{\left(x \right)}\, dx}$$
$$y_{2} = - e^{- \int P{\left(x \right)}\, dx}$$
Из выражения видно, что надо найти интеграл:
$$\int P{\left(x \right)}\, dx$$
Т.к.
$$P{\left(t \right)} = - k$$, то
$$\int P{\left(x \right)}\, dx$$ =
= $$\int \left(- k\right)\, dt = - k t + Const$$
Подробное решение интеграла
Зн., решение однородного линейного ур-ния:
$$y_{1} = e^{C_{1} + k t}$$
$$y_{2} = - e^{C_{2} + k t}$$
что соотв. решению
с любой константой C, не равной нулю:
$$y = C e^{k t}$$
Классификация