10.15

Уравнения высших порядков, допускающие понижение порядка

[86/94%]
Показать
LaTeX
Задача 4202

Решить уравнение y=x+sinxy''=x+\sin x.

?
Задача 4203

Решить уравнение ysin4x=sin2xy'''\sin^{4}x=\sin 2x.

?
Задача 4204

Решить уравнение yIV=xy^{IV}=x.

?
Примечание.
?

Общий интеграл уравнения y(n)=f(x)y^{(n)}=f(x) можно представить формулой

y=a(xt)n1(n1)!f(t)dt+C0+C1x++Cn1xn1. y=\int _{a}^{\infty }\frac{(x-t)^{n-1}}{(n-1)!}f(t)\, dt+C_{0}+C_{1}x+\ldots +C_{n-1}x^{n-1}.
Задача 4205

Найти общий интеграл уравнения yIV=f(x)y^{IV}=f(x), где f(x)=xf(x)=x при 0<x<10<x<1 и f(x)=0f(x)=0 вне этого промежутка.

?
Задача 4206

Найти интеграл уравнения yIV=f(x)y^{IV}=f(x), где f(x)=xf(x)=\left|x\right| при x<1\left|x\right|<1 и f(x)=0f(x)=0 при x>1\left|x\right|>1, такой, чтобы при x=0x=0 величины yy, yy', yy'', yy''' обращались соответственно в 00, 00, 00, 00.

?
Задача 4207

Решить уравнение (1+x2)y+y2+1=0(1+x^{2})y''+y'^{2}+1=0.

?
Задача 4208

Решить уравнение xy=ylnyxxy''=y'\ln \dfrac {y’}{x}.

?
Задача 4209

Решить уравнение y2=yy''^{2}=y'.

?
Задача 4210

Решить уравнение ay=yay'''=y''.

?
Задача 4211

Решить уравнение y+y2=0y'''+y''^{2}=0.

?
Задача 4212

Решить уравнение 4y+y2=4xy4y'+y''^{2}=4xy''.

?
Задача 4213

Решить уравнение y=(1+y2)32y''=(1+y'^{2})^{\frac{3}{2}}.

?
Задача 4214

Решить уравнение yy3y2=0y'y'''-3y''^{2}=0.

?
Задача 4215

Решить уравнение 1+y2+xyy=ay1+y21+y'^{2}+xy'y''=ay''\sqrt{1+y'^{2}}.

?
Задача 4216

Решить уравнение y(1+y2)=ayy'(1+y'^{2})=ay''.

?
Задача 4217

Решить уравнение y=y3y'''=y''^{3}.

?
Задача 4218

Решить уравнение y(1+y2)3yy2=0y'''(1+y'^{2})-3y'y''^{2}=0.

?
Задача 4219

Решить уравнение yy2=1yy''^{2}=1.

?
Задача 4220

Решить уравнение y=aeyy''=ae^{y}.

?
Задача 4221

Решить уравнение 3y=y533y''=y^{-\frac{5}{3}}.

?
Задача 4222

Решить уравнение 2(2ay)y=1+y22(2a-y)y''=1+y'^{2}.

?
Задача 4223

Решить уравнение 1+y2=2yy1+y'^{2}=2yy''.

?
Задача 4224

Решить уравнение y4y3y=1y^{4}-y^{3}y''=1.

?
Задача 4225

Решить уравнение 2y2=(y1)y2y'^{2}=(y-1)y''.

?
Задача 4226

Решить уравнение y(1+yy)=y(1+y2)y''(1+yy')=y'(1+y'^{2}).

?
Задача 4227

Решить уравнение yy=y2yy''=y'^{2}.

?
Задача 4228

Решить уравнение 2yy+y2+y4=02yy''+y'^{2}+y'^{4}=0.

?
Задача 4229

Решить уравнение 2yy3y2=4y22yy''-3y'^{2}=4y^{2}.

?
Задача 4230

Из общего интеграла уравнения yy+y2=1yy''+y'^{2}=1 выделить интегральную кривую, проходящую через точку (0,1)(0,1), касаясь в ней прямой x+y=1x+y=1.

?
Задача 4231

В интеграле уравнения yyy=y3+y2yy'y''=y'^{3}+y''^{2} выделить интегральную кривую, проходящую через точку (0,0)(0,0), касаясь в ней прямой x+y=0x+y=0.

?
Задача 4232

Найти интеграл уравнения y3y+1=0y^{3}y''+1=0, удовлетворяющий начальным данным y=1y=1, y=0y'=0 при x=1x=1.

?
Задача 4233

Выделить интегральную кривую уравнения y2+2yy=0y'^{2}+2yy''=0, касающуюся прямой y=xy=x в точке (1,1)(1,1).

?
Задача 4234

Найти интегральную кривую уравнения 2yy3y2=4y22yy''-3y'^{2}=4y^{2}, касающуюся прямой y=1y=1 в точке (0,1)(0,1).

?
Задача 4235

Найти интеграл уравнения yy+n2y2ky2=0yy''+n^{2}y^{2}-ky'^{2}=0, удовлетворяющий начальным данным y=ay=a, y=0y'=0 при x=0x=0. При этом 0<k<10<k<1.

?
Задача 4236

Решить уравнение yy+y2=yy1+x2yy''+y'^{2}=\dfrac {yy’}{\sqrt{1+x^{2}}}.

?
Задача 4237

Решить уравнение y22xy+x2=y2y''^{2}-2xy''+x^{2}=y^{2}.

?
Задача 4238

Решить уравнение x4y+(xyy)3=0x^{4}y''+(xy'-y)^{3}=0.

?
Задача 4239

Решить уравнение x3y=(yxy)2x^{3}y''=(y-xy')^{2}.

?
Задача 4240

Решить уравнение x2yy2x2y2+xyy+y2=0x^{2}yy''-2x^{2}y'^{2}+xyy'+y^{2}=0.

?
Задача 4241

Решить уравнение x2yy=(yxy)2x^{2}yy''=(y-xy')^{2}.

?
Задача 4242

Решить уравнение x2(yyy2)+xyy=yx2y2+y2x^{2}(yy''-y'^{2})+xyy'=y\sqrt{x^{2}y'^{2}+y^{2}}.

?
Задача 4243

Решить уравнение xyy+xy2yy=0xyy''+xy'^{2}-yy'=0.

?
Задача 4244

Найти интеграл уравнения

x4y(x3+2xy)y+4y2=0, x^{4}y''-(x^{3}+2xy)y'+4y^{2}=0,

введя новую функцию подстановкой y=x2uy=x^{2}u.

?
Задача 4245

Доказать, что можно привести к квадратурам уравнение f(x2y,xy,y)=0f(x^{2}y'',xy',y)=0, где ff — однородная функция своих аргументов. (Бурле.)

?
Задача 4246

Доказать, что можно привести к квадратурам уравнение x3y=F(yx)f(xyy)x^{3}y''=F\left(\frac{y}{x}\right)f(xy'-y).

?
Примечание.
?

Здесь удобно положить x=etx=e^{t}, y=zety=ze^{t}.

Задача 4247

Доказать, что можно привести к квадратурам уравнение y=(1+y2)32F(xyy1+y2)f(x2+y2)y''=(1+y'^{2})^{\frac{3}{2}}F\left(\frac{xy'-y}{\sqrt{1+y'^{2}}}\right)f(x^{2}+y^{2}).

?
Примечание.
?

Здесь следует ввести полярные координаты.

Задача 4248

Проинтегрировать уравнение конических сечений

40y345yyyIV+9y2yV=0. 40y'''^{3}-45y''y'''y^{IV}+9y''^{2}y^{V}=0.
?
Задача 4249

Найти общий интеграл уравнения xyy+xy2+ayy+f(x)=0xyy''+xy'^{2}+ayy'+f(x)=0.

?
Задача 4250

Найти общий интеграл уравнения y+ay2+bsiny=0y''+ay'^{2}+b\sin y=0.

?
Задача 4251

Найти общий интеграл уравнения y+f(y)y2+φ(x)y=0y''+f(y)y'^{2}+\varphi (x)y'=0.

?
Задача 4252

Найти общий интеграл уравнения y22xyy=0y''^{2}-2xy''-y'=0.

?
Задача 4253

Найти интеграл по начальным данным уравнения yy2=a2y''y^{2}=-a^{2}; x=0x=0, y=Ry=R, y=0y'=0.

?
Задача 4254

Найти интеграл по начальным данным уравнения (1+y2)y+2yy2=y(1+y^{2})y''+2yy'^{2}=y'; x=1x=1, y=0y=0, y=1y'=1.

?
Задача 4255

Найти интеграл по начальным данным уравнения (x+a)y+xy2=y(x+a)y''+xy'^{2}=y'; x=0x=0, y=0y=0, y=1y'=1.

?
Задача 4256

Найти функцию u=f(x2+y2)u=f(x^{2}+y^{2}), удовлетворяющую уравнению Лапласа 2ux2+2uy2=0\dfrac {\partial^{2}u}{\partial x^{2}}+\dfrac {\partial^{2}u}{\partial y^{2}}=0.

?
Задача 4257

Найти общий вид функций u=f(x2+y2+z2)u=f(x^{2}+y^{2}+z^{2}), удовлетворяющих уравнению Лапласа от трех переменных 2ux2+2uy2+2uz2=0\dfrac {\partial^{2}u}{\partial x^{2}}+\dfrac {\partial^{2}u}{\partial y^{2}}+\dfrac {\partial^{2}u}{\partial z^{2}}=0.

?
Задача 4258

Найти общий вид функций u=f(x2+y2)u=f\left(\sqrt{x^{2}+y^{2}}\right), удовлетворяющих бигармоническому уравнению

4ux4+24ux2y2+4uy4=0. \frac{\partial ^{4}u}{\partial x^{4}}+2\frac{\partial ^{4}u}{\partial x^{2}\, \partial y^{2}}+\frac{\partial ^{4}u}{\partial y^{4}}=0.
?
Задача 4259

Поверхности, у которых средняя кривизна равна нулю, называются минимальными. Координаты их точек удовлетворяют уравнению

(1+p2)t2pqs+(1+q2)r=0, (1+p^{2})t-2pqs+(1+q^{2})r=0,

где

p=zx,q=zy,r=2zx2,s=2zxy,t=2zy2. p=\frac{\partial z}{\partial x}, \quad q=\frac{\partial z}{\partial y}, \quad r=\frac{\partial ^{2}z}{\partial x^{2}}, \quad s=\frac{\partial ^{2}z}{\partial x\, \partial y}, \quad t=\frac{\partial ^{2}z}{\partial y^{2}}.

У поверхностей вращения вокруг оси OzOz должно быть z=f(x2+y2)z=f\left(\sqrt{x^{2}+y^{2}}\right). Найти минимальные поверхности вращения. (Монж.)

?
Задача 4260

Найти плоские кривые, у которых радиус кривизны пропорционален нормали. Рассмотреть случаи, когда коэффициент пропорциональности μ\mu равен числам ±1\pm 1 и ±2\pm 2.

?
Задача 4261

Найти плоские кривые, у которых радиус кривизны пропорционален кубу нормали.

?
Задача 4262

Найти кривые, у которых радиус кривизны пропорционален радиус-вектору из начала координат в точку кривой.

?
Задача 4263

У каких кривых, кроме окружностей, радиус кривизны равен радиус-вектору из начала координат?

?
Задача 4264

Определить форму равновесия нерастяжимой нити, на которую действует нагрузка так, что на каждую единицу горизонтальной проекции нагрузка одинакова (цепи цепных мостов).

?
Задача 4265

Найти форму равновесия однородной нерастяжимой нити под действием ее веса. (Цепная линия.)

?
Задача 4266

Найти кривые, у которых радиус кривизны есть данная функция f(α)=af(\alpha )=a угла α\alpha, образуемого касательной с осью OxOx.

?
Задача 4267

Найти кривые, у которых радиус кривизны есть данная функция f(α)f(\alpha ) угла α\alpha, где f(α)sin3α=af(\alpha )\sin^{3}\alpha =a.

?
Задача 4268

Найти кривые, у которых радиус кривизны есть данная функция f(α)f(\alpha ) угла α\alpha, где f(α)cos2α=af(\alpha )\cos^{2}\alpha =a.

?
Задача 4269

Найти кривые, у которых радиус кривизны есть данная функция f(α)=aemαf(\alpha )=ae^{m\alpha } угла α\alpha, образуемого касательной с осью OxOx.

?
Задача 4270

Найти кривые, у которых радиус кривизны есть данная функция f(α)=aαf(\alpha )=a\alpha угла α\alpha, образуемого касательной с осью OxOx.

?
Задача 4271

Найти кривые, у которых радиус кривизны есть данная функция f(α)=asinαf(\alpha )=a\sin \alpha угла α\alpha, образуемого касательной с осью OxOx.

?
Задача 4272

Найти кривые, у которых радиус кривизны есть данная функция f(α)=asinmαf(\alpha )=a\sin m\alpha угла α\alpha, образуемого касательной с осью OxOx.

?
Задача 4273

Найти кривые, у которых радиус кривизны есть данная функция f(α)f(\alpha ) угла α\alpha, где f(α)(1e2cos2α)32=pf(\alpha )(1-e^{2}\cos^{2}\alpha )^{\frac{3}{2}}=p; 0<e<10<e<1.

?
Задача 4274

Найти кривые, у которых длина дуги ss есть данная функция угла α\alpha, образуемого касательной в конце дуги с осью OxOx: s=aαs=a\alpha.

?
Задача 4275

Найти кривые, у которых длина дуги ss есть данная функция угла α\alpha, где s=atgαs=a\tg \alpha.

?
Задача 4276

Найти кривые, у которых длина дуги ss есть данная функция угла α\alpha, где s=aemαs=ae^{m\alpha }.

?
Задача 4277

Найти кривые, у которых длина дуги ss есть данная функция угла α\alpha, где 2s=aα22s=a\alpha^{2}.

?
Задача 4278

Найти кривые, у которых длина дуги ss есть данная функция угла α\alpha, где s=acosαs=a\cos \alpha.

?
Задача 4279

Найти кривые, у которых длина дуги ss есть данная функция угла α\alpha, где s=acosmαs=a\cos m\alpha.

?
Задача 4280

Найти кривые, у которых радиус кривизны RR есть данная функция длины дуги ss: s2=a(Ra)s^{2}=a(R-a).

?
Задача 4281

Найти кривые, у которых радиус кривизны RR есть данная функция длины дуги ss: R=msR=ms.

?
Задача 4282

Найти кривые, у которых радиус кривизны RR есть данная функция длины дуги ss: R2+s2=a2R^{2}+s^{2}=a^{2}.

?
Задача 4283

Найти кривые, у которых радиус кривизны RR есть данная функция длины дуги ss: R2=2asR^{2}=2as.

?
Задача 4284

Найти кривые, у которых радиус кривизны самой кривой RR и ее эволюты R1R_{1} связаны соотношением R2+R12=a2R^{2}+R_{1}^{2}=a^{2}.

?
Задача 4285

Найти кривые, у которых радиус кривизны самой кривой RR и ее эволюты R1R_{1} связаны соотношением R12=2aRR_{1}^{2}=2aR.

?
Задача 4286

Найти кривые, у которых радиус кривизны самой кривой RR и ее эволюты R1R_{1} связаны соотношением R2a2+R12b2=1\dfrac {R^{2}}{a^{2}}+\dfrac {R_{1}^{2}}{b^{2}}=1.

?
Задача 4287

Найти кривую, дуга которой, считаемая от некоторой начальной точки, равна расстоянию касательной в конце дуги от начала координат.

?