Решим данное дифференциальное уравнение: y sin x + y' cos x = 1.
Это уравнение можно решить методом введения новой переменной или методом вариации постоянной. Давайте подробно рассмотрим шаги решения:
-
Перепишем уравнение в стандартной форме:
- Исходное уравнение: y sin x + y' cos x = 1.
- Перепишем его как: y' cos x + y sin x = 1.
-
Преобразуем уравнение:
- Разделим обе части уравнения на cos x, чтобы выделить производную y':
- y' + y tan x = sec x.
-
Решим уравнение методом вариации постоянной:
- Это линейное дифференциальное уравнение первого порядка, и его можно решить с использованием интегрирующего множителя.
- Интегрирующий множитель μ(x) находится как exp(∫ tan x dx) = exp(-ln|cos x|) = sec x.
-
Умножим уравнение на интегрирующий множитель:
- sec x * (y' + y tan x) = sec x * sec x.
- Это упростит уравнение до: d/dx (y sec x) = sec^2 x.
-
Интегрируем обе части уравнения:
- Интегрируем левую часть: ∫d/dx (y sec x) dx = y sec x.
- Интегрируем правую часть: ∫sec^2 x dx = tan x + C, где C — константа интегрирования.
-
Запишем общее решение:
- Получаем: y sec x = tan x + C.
- Отсюда y = (tan x + C) cos x.
Таким образом, общее решение дифференциального уравнения y sin x + y' cos x = 1 имеет вид: y = (tan x + C) cos x.