Дифференциальное уравнение 2x^2dx-ydy=0

Step

Дано уравнение:
$$2 x^{2} - y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = 0$$
Это дифференциальное уравнение имеет вид:
$$f_1(x)\ g_1(y)\ y' = f_2(x)\ g_2(y)$$
где
$$f_{1}{\left(x \right)} = 1$$
$$g_{1}{\left(y \right)} = 1$$
$$f_{2}{\left(x \right)} = - x^{2}$$
$$g_{2}{\left(y \right)} = - \frac{2}{y{\left(x \right)}}$$
Приведём уравнение к виду:
$$\frac{g_1(y)}{g_2(y)}\ y'= \frac{f_2(x)}{f_1(x)}$$
Разделим обе части уравнения на $g_{2}{\left(y{\left(x \right)} \right)}$
$$- \frac{2}{y{\left(x \right)}}$$
получим
$$- \frac{y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)}}{2} = - x^{2}$$
Этим самым мы разделили переменные x и y.

Step

Теперь домножим обе части уравнения на dx, тогда уравнение будет таким
$$- \frac{dx y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)}}{2} = - dx x^{2}$$
или
$$- \frac{dy y{\left(x \right)}}{2} = - dx x^{2}$$

Step

Возьмём от обеих частей уравнения интегралы:
- от левой части интеграл по y,
- от правой части интеграл по x.
$$\int \left(- \frac{y}{2}\right)\, dy = \int \left(- x^{2}\right)\, dx$$
Подробное решение интеграла с y
Подробное решение интеграла с x
Возьмём эти интегралы
$$- \frac{y^{2}}{4} = - \frac{x^{3}}{3} + Const$$
Подробное решение простого уравнения
Мы получили обыкн. уравнение с неизвестной y.
(Const - это константа)

Решением будет:
$$y_{1} = y{\left(x \right)} = - \frac{\sqrt{12 x^{3} + C_{1}}}{3}$$
$$y_{2} = y{\left(x \right)} = \frac{\sqrt{12 x^{3} + C_{1}}}{3}$$