Exercice

$\frac{dy}{dx}+\frac{3}{x}y=\frac{1}{x^2}$

Solution étape par étape

1

Appliquer la formule : $a\frac{b}{c}$$=\frac{ba}{c}$, où $a=y$, $b=3$ et $c=x$

$\frac{dy}{dx}+\frac{3y}{x}=\frac{1}{x^2}$
2

Nous pouvons identifier que l'équation différentielle a la forme : $\frac{dy}{dx} + P(x)\cdot y(x) = Q(x)$ Nous pouvons donc la classer comme une équation différentielle linéaire du premier ordre, où $P(x)=\frac{3}{x}$ et $Q(x)=\frac{1}{x^2}$. Pour résoudre l'équation différentielle, la première étape consiste à trouver le facteur d'intégration. $\mu(x)$

$\displaystyle\mu\left(x\right)=e^{\int P(x)dx}$
3

Pour trouver $\mu(x)$, nous devons d'abord calculer $\int P(x)dx$

$\int P(x)dx=\int\frac{3}{x}dx=3\ln\left(x\right)$
4

Le facteur d'intégration $\mu(x)$ est donc

$\mu(x)=x^3$
5

Maintenant, multipliez tous les termes de l'équation différentielle par le facteur d'intégration $\mu(x)$ et vérifiez si nous pouvons simplifier

$\frac{dy}{dx}x^3+3yx^{2}=x$
6

Nous pouvons constater que le côté gauche de l'équation différentielle consiste en la dérivée du produit de $\mu(x)\cdot y(x)$

$\frac{d}{dx}\left(x^3y\right)=x$
7

Intégrer les deux côtés de l'équation différentielle par rapport à $dx$

$\int\frac{d}{dx}\left(x^3y\right)dx=\int xdx$
8

Simplifier le côté gauche de l'équation différentielle

$x^3y=\int xdx$
9

Résoudre l'intégrale $\int xdx$ et remplacer le résultat par l'équation différentielle

$x^3y=\frac{1}{2}x^2+C_0$
10

Trouvez la solution explicite de l'équation différentielle. Nous devons isoler la variable $y$

$y=\frac{x^2+C_1}{2x^3}$

Réponse finale au problème

$y=\frac{x^2+C_1}{2x^3}$

Comment résoudre ce problème ?

  • Choisir une option
  • Equation différentielle exacte
  • Équation différentielle linéaire
  • Équation différentielle séparable
  • Equation différentielle homogène
  • Produit de binômes avec terme commun
  • Méthode FOIL
  • En savoir plus...
Vous ne trouvez pas de méthode ? Dites-le nous pour que nous puissions lajouter.
Mode symbolique
Mode texte
Go!
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
a
b
c
d
f
g
m
n
u
v
w
x
y
z
.
(◻)
+
-
×
◻/◻
/
÷
2

e
π
ln
log
log
lim
d/dx
Dx
|◻|
θ
=
>
<
>=
<=
sin
cos
tan
cot
sec
csc

asin
acos
atan
acot
asec
acsc

sinh
cosh
tanh
coth
sech
csch

asinh
acosh
atanh
acoth
asech
acsch

Votre tuteur personnel en mathématiques. Propulsé par lIA

Disponible 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, 365 jours par an.

Solutions mathématiques complètes, étape par étape. Pas de publicité.

Inclut plusieurs méthodes de résolution.

Téléchargez des solutions au format PDF et conservez-les pour toujours.

Pratique illimitée avec notre tableau blanc IA.

Accès premium sur nos applications iOS et Android.

Rejoignez plus de 500 000 étudiants pour résoudre des problèmes.

Choisissez votre plan. Annulez à tout moment.
Payez $39.97 USD en toute sécurité avec votre méthode de paiement.
Veuillez patienter pendant le traitement de votre paiement.

Créer un compte