Монгол Бодлогын Сан
Эх хэлээрээ суралцаж, эх хэлээрээ мэдлэгээ түгээе.
Дифференциал тэгшитгэл
$y^\prime+\cos(x+2y)=\cos(x-2y)$, $y(0)=\dfrac{\pi}{4}$ дифференциал тэгшитгэлийг бод.
Бодлогын төрөл: Уламжлалт
Бодлогыг оруулсан: Балхүүгийн Батбаясгалан
Бодолт
Заавар: $$\cos(\alpha\pm\beta)=\cos\alpha\cos\beta\mp\sin\alpha\sin\beta$$
ашиглан хувьсагчийг ялга.
Бодолт: $$y^\prime+\cos(x+2y)=\cos(x-2y)\Leftrightarrow y^\prime=2\sin x\sin 2y$$
тул
$$\dfrac{dy}{\sin 2y}=2\sin xdx\Leftrightarrow\dfrac{d\sin y}{2\sin y(1-\sin^2y)}=2\sin xdx$$
болно. Нөгөө талаас
\begin{align*}
\dfrac{1}{x(1-x^2)}&=\dfrac{-1}{(x-1)x(x+1)}\\
&=\left(\dfrac{1}{x}-\dfrac{1}{x-1}\right)\dfrac{1}{x+1}\\
&=\dfrac{1}{x(x+1)}-\dfrac{1}{(x-1)(x+1)}\\
&=\dfrac{1}{x}-\dfrac{1}{x+1}-\dfrac{1}{2(x-1)}+\dfrac{1}{2(x+1)}\\
&=-\dfrac{1}{2(x-1)}+\dfrac{1}{x}-\dfrac{1}{2(x+1)}
\end{align*}
буюу
$$\displaystyle\int\dfrac{1}{x(1-x^2)}=-\frac12\ln|x-1|+\ln |x|-\frac12\ln|x+1|+C=\frac12\ln\left|\dfrac{x^2}{x^2-1}\right|+C$$
тул
$$\dfrac12\ln\left|\dfrac{\sin^2 y}{\sin^2y-1}\right|=-2\cos x+C$$
$x=0$ үед $y=\dfrac{\pi}{4}$ тул
$$\dfrac12\ln\left|\dfrac{\left(\frac{\sqrt2}{2}\right)^2}{\left(\frac{\sqrt2}{2}\right)^2-1}\right|=-2\cos 0+C\Rightarrow C=2$$
Түүнчлэн $\left|\dfrac{\sin^2y}{\sin^2y-1}\right|=\tg^2y$ тул
$$\tg y=e^{2-2\cos x}$$
байна.