Чтобы найти общее решение уравнения y’ = y/x - 1, мы будем использовать метод разделения переменных. Давайте разберем этот процесс шаг за шагом.
- Перепишем уравнение: Начнем с того, что у нас есть уравнение в форме y’ = y/x - 1. Мы можем переписать его как:
- Переносим все члены, содержащие y, в одну часть: Это можно сделать, добавив 1 к обеим сторонам уравнения:
- Разделим переменные: Теперь мы можем выразить y и dy в одной части, а x и dx в другой:
- dy = (y/x - 1)dx
- dy = (y/x)dx - dx
- Соберем все члены с y в одну сторону: Перепишем уравнение так, чтобы все члены с y были с одной стороны:
- Интегрируем обе стороны: Теперь мы можем интегрировать обе стороны уравнения:
- Выполним интегрирование: Интегрирование левой части может потребовать применения подстановки, но в целом мы получим:
- ln|y/x - 1| = x + C, где C – произвольная константа.
- Возвращаемся к y: Теперь мы можем выразить y через x. Для этого нужно возвести обе стороны в степень:
- |y/x - 1| = e^(x + C)
- y/x - 1 = ±e^(x + C)
- y/x = ±e^(x + C) + 1
- y = x(±e^(x + C) + 1)
Таким образом, общее решение уравнения y’ = y/x - 1 имеет вид:
y = x(±e^(x + C) + 1)
Где C – произвольная константа. Это и есть общее решение данного дифференциального уравнения.