Дифференциальное уравнение xy`+y=y^2

Вы ввели

  d                  2   
x*--(y(x)) + y(x) = y (x)
  dx                     

$$x \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} + y{\left(x \right)} = y^{2}{\left(x \right)}$$

Подробное решение

Дано уравнение:
$$x \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} + y{\left(x \right)} = y^{2}{\left(x \right)}$$
Это дифф. уравнение имеет вид:

f1(x)*g1(y)*y' = f2(x)*g2(y),

где
$$f_{1}{\left(x \right)} = 1$$
$$g_{1}{\left(y \right)} = 1$$
$$f_{2}{\left(x \right)} = - \frac{1}{x}$$
$$g_{2}{\left(y \right)} = - \left(y{\left(x \right)} - 1\right) y{\left(x \right)}$$
Приведём ур-ние к виду:

g1(y)/g2(y)*y'= f2(x)/f1(x).

Разделим обе части ур-ния на g2(y)
$$- \left(y{\left(x \right)} - 1\right) y{\left(x \right)}$$
получим
$$- \frac{\frac{d}{d x} y{\left(x \right)}}{\left(y{\left(x \right)} - 1\right) y{\left(x \right)}} = - \frac{1}{x}$$
Этим самым мы разделили переменные x и y.

Теперь домножим обе части ур-ния на dx,
тогда ур-ние будет таким
$$- \frac{dx \frac{d}{d x} y{\left(x \right)}}{\left(y{\left(x \right)} - 1\right) y{\left(x \right)}} = - \frac{dx}{x}$$
или
$$- \frac{dy}{\left(y{\left(x \right)} - 1\right) y{\left(x \right)}} = - \frac{dx}{x}$$

Возьмём от обеих частей ур-ния интегралы:
- от левой части интеграл по y,
- от правой части интеграл по x.
$$\int \left(- \frac{1}{y \left(y - 1\right)}\right)\, dy = \int \left(- \frac{1}{x}\right)\, dx$$
Подробное решение интеграла с y
Подробное решение интеграла с x
Возьмём эти интегралы
$$\log{\left(y \right)} - \log{\left(y - 1 \right)} = Const - \log{\left(x \right)}$$
Подробное решение простого уравнения
Мы получили обыкн. ур-ние с неизвестной y.
(Const - это константа)

Решением будет:

y_1 =

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

Ответ

          -1    
y(x) = ---------
       -1 + C1*x

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

Классификация

factorable

separable

1st exact

Bernoulli

1st rational riccati

separable reduced

lie group

separable Integral

1st exact Integral

Bernoulli Integral

separable reduced Integral

Численный ответ

(x, y):

(-10.0, 0.75)

(-7.777777777777778, 0.7941176566260051)

(-5.555555555555555, 0.8437500111356174)

(-3.333333333333333, 0.9000000085194736)

(-1.1111111111111107, 0.9642857207602189)

(1.1111111111111107, 1.0384617693873477)

(3.333333333333334, 1.125000885271944)

(5.555555555555557, 1.227274547222646)

(7.777777777777779, 1.3500031297300068)

(10.0, 1.5000050113441021)