Задача 4. Найти решение задачи Коши.
Введите номер своего варианта или решите задачу по образцу, приведённому ниже.
4.7. Найти решение задачи Коши
Решение
Это линейное, неоднородное уравнение первого порядка, и для него мы сейчас найдём решение задачи Коши. Будем искать решение задачи Коши, по методу Бернулли, в виде . Тогда производная . Подставим в исходное уравнение. Получим
Перепишем уравнение в виде
Примем, что
Тогда
В первом уравнении разделим переменные
и проинтегрируем его
Получим . Отсюда . Тогда другое уравнение запишется в виде . Интегрируем и его .
Тогда, общее решение исходного дифференциального уравнения запишется
Но это ещё не решение задачи Коши. Никто и не говорил, что задача Коши решается легко.
Воспользуемся начальным условием для определения неизвестного С.
Отсюда . Тогда частное решение — решение задачи Коши — запишется
Сделаем проверку. Для этого производную найденного решения
и само решение подставим в исходное уравнение и начальное условие. Уравнение обращается в тождество
Начальное условие удовлетворяется
Следовательно, решение задачи Коши найдено верно.
Ответ: Решение задачи Коши