Question Number 63824 by mathmax by abdo last updated on 10/Jul/19 | ||
$${solve}\:{y}^{'} \sqrt{\mathrm{2}{x}−\mathrm{1}}\:+{y}\left({x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{3}\right)\:={xsin}\left(\mathrm{2}{x}\right) \\ $$ | ||
Commented by mathmax by abdo last updated on 12/Jul/19 | ||
$$\left({he}\right)\:\rightarrow\sqrt{\mathrm{2}{x}−\mathrm{1}}{y}^{'} \:+\left({x}^{\mathrm{2}} \:+\mathrm{3}\right){y}\:=\mathrm{0}\:\Rightarrow\sqrt{\mathrm{2}{x}−\mathrm{1}}{y}'=−\left({x}^{\mathrm{2}} \:+\mathrm{3}\right){y}\:\Rightarrow \\ $$$$\frac{{y}^{'} }{{y}}\:=−\frac{{x}^{\mathrm{2}} \:+\mathrm{3}}{\sqrt{\mathrm{2}{x}−\mathrm{1}}}\:\Rightarrow{ln}\mid{y}\mid\:=−\int\:\frac{{x}^{\mathrm{2}} \:+\mathrm{3}}{\sqrt{\mathrm{2}{x}−\mathrm{1}}}{dx}\:+{k}\:\Rightarrow \\ $$$${y}\left({x}\right)={C}\:{e}^{−\int\:\frac{{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{3}}{\sqrt{\mathrm{2}{x}−\mathrm{1}}}{dx}} \:\:\:\:\:{changement}\:\sqrt{\mathrm{2}{x}−\mathrm{1}}={t}\:{give} \\ $$$$\mathrm{2}{x}−\mathrm{1}\:={t}^{\mathrm{2}} \:\Rightarrow\mathrm{2}{dx}\:=\mathrm{2}{tdt}\:\Rightarrow{dx}\:={tdt}\:{and} \\ $$$$\int\frac{{x}^{\mathrm{2}} \:+\mathrm{3}}{\sqrt{\mathrm{2}{x}−\mathrm{1}}}{dx}\:=\int\:\:\frac{\left(\frac{{t}^{\mathrm{2}} \:+\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\right)^{\mathrm{2}} +\mathrm{3}}{{t}}\:{tdt}\:=\int\left(\:\frac{\left({t}^{\mathrm{2}} \:+\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} }{\mathrm{4}}+\mathrm{3}\right){dt} \\ $$$$=\mathrm{3}{t}\:+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{4}}\:\int\:\:\left({t}^{\mathrm{4}} \:+\mathrm{2}{t}^{\mathrm{2}} \:+\mathrm{1}\right){dt}\:=\mathrm{3}{t}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{4}}\left\{\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{5}}{t}^{\mathrm{5}} \:+\frac{\mathrm{2}}{\mathrm{3}}{t}^{\mathrm{3}} \:+{t}\right\} \\ $$$$=\frac{\mathrm{13}}{\mathrm{4}}{t}\:+\frac{{t}^{\mathrm{5}} }{\mathrm{20}}\:+\frac{{t}^{\mathrm{3}} }{\mathrm{6}}\:=\frac{\left(\sqrt{\mathrm{2}{x}−\mathrm{1}}\right)^{\mathrm{5}} }{\mathrm{20}}\:+\frac{\left(\sqrt{\mathrm{2}{x}−\mathrm{1}}\right)^{\mathrm{3}} }{\mathrm{6}}\:+\frac{\mathrm{13}}{\mathrm{4}}\sqrt{\mathrm{2}{x}−\mathrm{1}} \\ $$$$=\frac{\left(\mathrm{2}{x}−\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} \sqrt{\mathrm{2}{x}−\mathrm{1}}}{\mathrm{20}}\:+\frac{\left(\mathrm{2}{x}−\mathrm{1}\right)\sqrt{\mathrm{2}{x}−\mathrm{1}}}{\mathrm{6}}\:+\frac{\mathrm{13}\sqrt{\mathrm{2}{x}−\mathrm{1}}}{\mathrm{4}}\:\Rightarrow \\ $$$${y}\left({x}\right)={C}\:{e}^{−\frac{\left(\mathrm{2}{x}−\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} \sqrt{\mathrm{2}{x}−\mathrm{1}}}{\mathrm{20}}−\frac{\left(\mathrm{2}{x}−\mathrm{1}\right)\sqrt{\mathrm{2}{x}−\mathrm{1}}}{\mathrm{6}}−\frac{\mathrm{13}\sqrt{\mathrm{2}{x}−\mathrm{1}}}{\mathrm{4}}} {let}\:{use}\:{mvc}\:{method} \\ $$$${letw}\left({x}\right)=\frac{\left(\mathrm{2}{x}−\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} \sqrt{\mathrm{2}{x}−\mathrm{1}}}{\mathrm{20}}+\frac{\left(\mathrm{2}{x}−\mathrm{1}\right)\sqrt{\mathrm{2}{x}−\mathrm{1}}}{\mathrm{6}}+\frac{\mathrm{13}\sqrt{\mathrm{2}{x}−\mathrm{1}}}{\mathrm{4}} \\ $$$$\Rightarrow{y}\left({x}\right)={C}\:{e}^{−{w}\left({x}\right)} \:\Rightarrow{y}^{'} \left({x}\right)\:={C}^{'} \:{e}^{−{w}\left({x}\right)} \:−{Cw}^{'} \left({x}\right)\:{e}^{−{w}\left({x}\right)} \\ $$$$=\left\{\:{C}^{\left(\mathrm{1}\right)} \:−{C}\:{w}^{'} \left({x}\right)\right\}{e}^{−{w}\left({x}\right)} \\ $$$${w}^{'} \left({x}\right)\:=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{20}}×\mathrm{5}\frac{\mathrm{2}}{\mathrm{2}\sqrt{\mathrm{2}{x}−\mathrm{1}}}\left(\sqrt{\mathrm{2}{x}−\mathrm{1}}\right)^{\mathrm{4}} \:+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{6}}\mathrm{3}×\frac{\mathrm{2}}{\mathrm{2}\sqrt{\mathrm{2}{x}−\mathrm{1}}}\left(\sqrt{\mathrm{2}{x}−\mathrm{1}}\right)^{\mathrm{2}} \\ $$$$+\frac{\mathrm{13}}{\mathrm{4}}\:\frac{\mathrm{2}}{\mathrm{2}\sqrt{\mathrm{2}{x}−\mathrm{1}}}\:=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{4}}\left(\mathrm{2}{x}−\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} \:+\frac{\sqrt{\mathrm{2}{x}−\mathrm{1}}}{\mathrm{2}}\:+\frac{\mathrm{13}}{\mathrm{4}\sqrt{\mathrm{2}{x}−\mathrm{1}}} \\ $$$$\sqrt{\mathrm{2}{x}−\mathrm{1}}{y}^{'} +\left({x}^{\mathrm{2}} \:+\mathrm{3}\right){y}\:={xsin}\left(\mathrm{2}{x}\right)\:\Rightarrow \\ $$$$\sqrt{\mathrm{2}{x}−\mathrm{1}}\left\{\:{C}^{\left(\mathrm{1}\right)} \:−{C}\left(\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{4}}\left(\mathrm{2}{x}−\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} \:+\frac{\sqrt{\mathrm{2}{x}−\mathrm{1}}}{\mathrm{2}}\:+\frac{\mathrm{13}}{\mathrm{4}\sqrt{\mathrm{2}{x}−\mathrm{1}}}\right)\right\}{e}^{−{w}\left({x}\right)} \\ $$$$+\left({x}^{\mathrm{2}\:} +\mathrm{3}\right){C}\:{e}^{−{w}\left({x}\right)} \:={xsin}\left(\mathrm{2}{x}\right)\:\Rightarrow \\ $$$$\left\{\sqrt{\mathrm{2}{x}−\mathrm{1}}{C}^{\left(\mathrm{1}\right)} −\frac{{C}}{\mathrm{4}}\left(\mathrm{2}{x}−\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} \sqrt{\mathrm{2}{x}−\mathrm{1}}−\frac{{C}}{\mathrm{2}}\left(\mathrm{2}{x}−\mathrm{1}\right)\:+\frac{\mathrm{13}}{\mathrm{4}}\:+\left({x}^{\mathrm{2}} \:+\mathrm{3}\right){C}\right\}{e}^{−{w}\left({x}\right)} \\ $$$$={xsin}\left(\mathrm{2}{x}\right).....{be}\:{continued}.... \\ $$$$ \\ $$$$ \\ $$ | ||