Рассмотрим данное дифференциальное уравнение:
(2x+1) y' + y = x
Это линейное дифференциальное уравнение первого порядка. Чтобы его решить, мы можем использовать метод интегрирующего множителя. Давайте пройдем через шаги решения:
Начнем с преобразования уравнения к стандартному виду линейного уравнения:
y' + P(x)y = Q(x)
Для этого разделим все уравнение на (2x+1):
y' + (1/(2x+1))y = x/(2x+1)
Теперь у нас есть P(x) = 1/(2x+1) и Q(x) = x/(2x+1).
Интегрирующий множитель μ(x) находится по формуле:
μ(x) = e^(∫P(x)dx)
В нашем случае:
μ(x) = e^(∫(1/(2x+1))dx)
Это интеграл от 1/(2x+1),который равен (1/2)ln|2x+1|.
Следовательно, интегрирующий множитель будет:
μ(x) = e^((1/2)ln|2x+1|) = |2x+1|^(1/2)
Теперь умножим все уравнение на μ(x):
|2x+1|^(1/2)y' + |2x+1|^(1/2)(1/(2x+1))y = |2x+1|^(1/2)x/(2x+1)
После упрощения у нас получится:
(d/dx)(|2x+1|^(1/2)y) = |2x+1|^(1/2)x/(2x+1)
Теперь мы можем интегрировать обе части уравнения:
∫(d/dx)(|2x+1|^(1/2)y)dx = ∫|2x+1|^(1/2)x/(2x+1)dx
Левая часть интеграции даст нам |2x+1|^(1/2)y.
Для правой части интеграции, мы можем упростить выражение:
∫x/(2x+1)^(1/2)dx
Это интеграл, который можно решить с помощью замены переменной, например, положив u = (2x+1),и затем интегрируя.
После интеграции мы получим выражение для y в зависимости от x. Не забудьте добавить константу интегрирования C.
Таким образом, общее решение уравнения будет иметь вид:
y = (1/|2x+1|^(1/2))(решение интеграла + C)
Это общий процесс решения данного линейного дифференциального уравнения первого порядка. Если у вас есть конкретные вопросы по шагам или требуется дополнительное пояснение, пожалуйста, дайте знать!