Дифференциальное уравнение (x – y)dx + xdy = 0

Вы ввели

             d           
x - y(x) + x*--(y(x)) = 0
             dx          

$$x \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} + x - y{\left(x \right)} = 0$$

Подробное решение

Разделим обе части ур-ния на множитель при производной y':
$$x$$
Получим уравнение:
$$\frac{x \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} + x - y{\left(x \right)}}{x} = 0$$
Это дифф. уравнение имеет вид:

y' + P(x)y = Q(x)

где
$$P{\left(x \right)} = - \frac{1}{x}$$
и
$$Q{\left(x \right)} = -1$$
и называется линейным неоднородным
дифф. уравнением 1го порядка:
Решим сначала надо соответствующее линейное однородное ур-ние

y' + P(x)y = 0

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.
$$P{\left(x \right)} = - \frac{1}{x}$$, то
$$\int P{\left(x \right)}\, dx$$ =
= $$\int \left(- \frac{1}{x}\right)\, dx = - \log{\left(x \right)} + Const$$
Подробное решение интеграла
Зн., решение однородного линейного ур-ния:
$$y_{1} = x e^{C_{1}}$$
$$y_{2} = - x e^{C_{2}}$$
что соотв. решению
с любой константой C, не равной нулю:
$$y = C x$$
Мы нашли решение соотв. однородного ур-ния
Теперь надо решить наше неоднородное уравнение

y' + P(x)y = Q(x)

Используем метод вариации произвольной постоянной
Теперь, считаем, что C - это функция от x

$$y = x C{\left(x \right)}$$
И подставим в исходное уравнение.
Воспользовавшись правилами
- дифференцирования произведения;
- производной сложной функции,
находим, что
$$\frac{d}{d x} C{\left(x \right)} = Q{\left(x \right)} e^{\int P{\left(x \right)}\, dx}$$
Подставим Q(x) и P(x) в это уравнение.
Получим простейшее дифф. ур-ние для C(x):
$$\frac{d}{d x} C{\left(x \right)} = - \frac{1}{x}$$
Зн., C(x) =
$$\int \left(- \frac{1}{x}\right)\, dx = - \log{\left(x \right)} + Const$$
Подробное решение интеграла
подставим C(x) в
$$y = x C{\left(x \right)}$$
и получим окончательный ответ для y(x):
$$x \left(- \log{\left(x \right)} + Const\right)$$

Ответ

y(x) = x*(C1 - log(x))

$$y{\left(x \right)} = x \left(C_{1} - \log{\left(x \right)}\right)$$

Численный ответ

(x, y):

(-10.0, 0.75)

(-7.777777777777778, -1.371334433361569)

(-5.555555555555555, -2.848814754961255)

(-3.333333333333333, -3.412040714991582)

(-1.1111111111111107, -2.3580269539659593)

(1.1111111111111107, -2.5478550250485914)

(3.333333333333334, -11.305605800988467)

(5.555555555555557, -21.680596230657343)

(7.777777777777779, -32.96984080405658)

(10.0, -44.90293946490828)