Разумеется, интегралы нужно взять. В данном случае они табличные:
То есть, вместо записи обычно пишут .
Теперь логарифмы и модули можно с чистой совестью убрать с обеих частей:
Функция представлена в явном виде. Это и есть общее решение.
Множество функций является общим решением дифференциального уравнения .
Придавая константе различные значения, можно получить бесконечно много частных решений дифференциального уравнения. Любая из функций , , и т.д. будет удовлетворять дифференциальному уравнению .
Подставляем наше решение и найденную производную в исходное уравнение :
– получено верное равенство, значит, решение найдено правильно. Иными словами, общее решение удовлетворяет уравнению .
Пример 7 Найти частное решение дифференциального уравнения , удовлетворяющее начальному условию
По условию требуется найти частное решение ДУ, удовлетворяющее начальному условию. Такая постановка вопроса также называется задачей Коши.Переписываем производную в нужном виде:
Интегрируем уравнение:
или
Итак, общее решение: .
На завершающем этапе нужно найти частное решение, удовлетворяющее заданному начальному условию . Оформить можно по-разному, но понятнее всего, пожалуй, будет так. В общее решение вместо «икса» подставляем ноль, а вместо «игрека» двойку:
То есть,
Стандартная версия оформления:
В общее решение подставляем найденное значение константы :
– это и есть нужное нам частное решение.
– да, действительно получена двойка, значит, начальное условие выполняется.
Второй этап уже знаком. Берём полученное частное решение и находим производную:
Подставляем и в исходное уравнение :
– получено верное равенство.
Вывод: частное решение найдено правильно.
Пример 8 Решить дифференциальное уравнение
Решение распишу очень подробно:
Упаковка завершена, убираем логарифмы:
Ответ: общий интеграл:
Дифференцируем ответ:
Умножаем оба слагаемых на :
И делим на :
Получено в точности исходное дифференциальное уравнение , значит, общий интеграл найден правильно.