求解下列微分方程:dy/dx=x^2/(1+x^3)
时间: 2023-09-11 12:07:10 浏览: 220
微分方程的求解
将微分方程变形为:
dy/dx = x^2 / (1+x^3)
分母可以因式分解为 (x+1)(x^2-x+1),因此可以写成:
dy/dx = x^2 / [(x+1)(x^2-x+1)]
对等式两边同时积分,得到:
∫ dy = ∫ x^2 / [(x+1)(x^2-x+1)] dx
右侧积分可以使用部分分式分解来解决。首先,根据部分分式分解的公式,假设右侧分母可以写成:
(x+1)(x^2-x+1) = A(x+1) + B(x^2-x+1)
其中,A 和 B 是待定常数。将等式两边同时乘以 (x+1)(x^2-x+1),得到:
x^2 = A(x+1)^2 + B(x^2-x+1)(x+1)
将 x 分别取 -1, 0, 1,可以得到以下三个方程:
-1 = 2A - B
0 = A + B
1 = 4A + 2B
解以上方程可以得到 A=-1/3 和 B=4/3。因此,右侧积分可以变形为:
∫ x^2 / [(x+1)(x^2-x+1)] dx = ∫ [-1/(3(x+1))]dx + ∫ [4x-1/(3(x^2-x+1))]dx
对右侧的两个积分分别使用常见的积分公式,得到:
∫ [-1/(3(x+1))]dx = -(1/3) ln|x+1| + C1
和
∫ [4x-1/(3(x^2-x+1))]dx = 2x^2 - (2/3) ln|x^2-x+1| + C2
因此,微分方程的解为:
y = -(1/3) ln|x+1| + 2x^2 - (2/3) ln|x^2-x+1| + C
其中,C 是积分常数。
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