Решим задачу, используя комбинаторику: из 4 букв необходимо составить анаграмму:
4!=4*3*2*1=12*2=24
Т.к. само слово лист Вова использовать не будет, значит 23 варианта.
проверим:
лист, литс,лсит, лсти, лтис, лтси (6 вариантов, где первая Л)
илст, илтс, истл, ислт, итлс, итсл (6 вариантов, где первая И)
силт, ситл, стил, стли, слит, слти (6 вариантов, где первая С)
тсил, тсли, тилс, тисл, тлис, тлси (6 вариантов, где первая Т)
6+6+6+6=24-лист=23

0 0

4 года назад

Решить дифференциальные уравнения первого порядка. Однородные и линейные. 1) (xy-x²)y'-y²=0 (Однородное уравнение) 2) y'= (Одн

penelop-ka

1) (xy-x²)y'-y²=0
Перед нами однородное уравнение. Проверяется просто. В исходное уравнение вместо х подставляем $\lambda x$ , вместо у подставляем $\lambda y$ , производную не трогаем.
$(xy-x^2)y'-y^2 = (\lambda x * \lambda y - (\lambda x)^2)*y' - (\lambda y)^2 = \\ \\ = \lambda ^2 ((xy-x^2)y'-y^2) = 0$
Как видим, лямбда сокращается, следовательно дифференциальное уравнение однородное.
Решается уравнение заменой: y(x) = t(x) * x, или сокращённо y = tx. Т.к. функция t(x) зависит от икс, то производная как от сложной функции:
y' = t' * x + t
Вот это и подставляем в исходное уравнение и решаем:
$(xy-x^2)y'-y^2 = 0 \\ \\ (x*t*x - x^2)*(t'*x+t) -t^2*x^2= 0 \\ \\ x^2(t-1)*(t'*x+t)=t^2*x^2 \\ \\ (t-1)*(t'*x+t)=t^2 \\ \\ t'tx+t^2-t'x-t=t^2 \\ \\ t'x(t-1) = t \\ \\ \frac{t-1}{t} t' = \frac{1}{x} \\ \\ \frac{t-1}{t} dt = \frac{dx}{x} \\ \\ \int\limits {\frac{t-1}{t} } \, dt = \int\limits { \frac{1}{x} } \, dx \\ \\ \int\limits {(1 -\frac{1}{t}) } \, dt = \int\limits { \frac{1}{x} } \, dx \\ \\ t - lnt = lnx + lnC \\ \\ \frac{y}{x} - ln \frac{y}{x} = lnCx$
Сделали обратную замену t = y/x, а решение лучше оставить в таком виде, как получилось

2. $y' = \frac{xy}{x^2-y^2}$
Однородность диффура проверяется аналогично предыдущему. Подстановка тоже аналогична.
$y' = \frac{xy}{x^2-y^2} \\ \\ t'x + t = \frac{tx^2}{x^2-t^2x^2} = \frac{t}{1-t^2} \\ \\ t'x + t -\frac{t}{1-t^2} = 0 \\ \\ t'x + \frac{t-t^3-t}{1-t^2} =t'x - \frac{t^3}{1-t^2} = 0 \\ \\ t'x = \frac{t^3}{1-t^2} \:\:\:\:\:\:\:\: \frac{1-t^2}{t^3} t' = \frac{1}{x} \\ \\ \frac{1-t^2}{t^3} dt = \frac{dx}{x} \\ \\ \int\limits {\frac{1-t^2}{t^3}} \, dt = \int\limits { \frac{1}{x} } \, dx \\ \\ \int\limits {(t^{-3}- \frac{1}{t})} \, dt = \int\limits { \frac{1}{x} } \, dx$
$\\ \\ - \frac{1}{2} t^{-2} -lnt = lnx+lnC \\ \\ - \frac{1}{2} \frac{x^2}{y^2} - ln \frac{y}{x} = lnCx$


3) xy'-2y=x+1
Линейное уравнение решается подстановкой y(x) = u(x)*v(x), или сокращённо y = u*v. Производная равна y' = u'*v + u*v'.
Делаем замену и решаем.
$xy'-2y=x+1 \\ \\ y' - \frac{2y}{x} = \frac{x+1}{x} \\ \\ u'*v + u*v' - \frac{2u*v}{x} =\frac{x+1}{x} \\ \\ u'*v + u*(v' - \frac{2v}{x}) =\frac{x+1}{x} \\ \\ \\ 1) \:\: v'- \frac{2v}{x} = 0 \\ 2) \:\: u'*v = \frac{x+1}{x}$
Составляем систему уравнений (см. выше). Сначала решается первое.
$1) \:\: v'- \frac{2v}{x} = 0 \:\: \: \:\: v' = \frac{2v}{x} \\ \\ \frac{v'}{v} =\frac{2}{x} \:\: \: \:\: \frac{dv}{v} = \frac{2dx}{x} \\ \\ \int\limits { \frac{1}{v} } \, dv = \int\limits { \frac{2}{x} } \, dx \\ \\ lnv = 2lnx \:\: \: \:\: v = x^2$
Полученное решение подставляем во второе уравнение и решаем его:
$u'*v = \frac{x+1}{x} \\ \\ u'*x^2 =\frac{x+1}{x} \\ \\ u' = \frac{1}{x^2} + \frac{1}{x^2} \\ \\ du = (x^{-2}+ x^{-3})dx \\ \\ \int\limits {} \, du = \int\limits {(x^{-2}+ x^{-3})} \, dx \\ \\ u = - \frac{1}{x} - \frac{1}{2x^2} +C$
Собираем решения:
$y = u*v = (- \frac{1}{x} - \frac{1}{2x^2} +C) * x^2 = -x -2 +Cx^2$

$4) \:\:\:\: y'cos^2x+y = tgx$
Решается аналогично предыдущему.
$y'cos^2x+y = tgx \\ \\ y' + \frac{y}{cos^2x} = \frac{tgx}{cos^2x} \\ \\ u'v+uv'+\frac{uv}{cos^2x} = \frac{tgx}{cos^2x} \\ \\ u'v+u(v'+\frac{v}{cos^2x}) = \frac{tgx}{cos^2x} \\ \\ \\ 1) \:\:\: v'+\frac{v}{cos^2x} = 0 \\ \\ 2) \:\:\: u'v = \frac{tgx}{cos^2x} \\ \\ \\ v'+\frac{v}{cos^2x} = 0 \:\:\:\:\:\: v' = - \frac{v}{cos^2x} \\ \\ \frac{dv}{v} = - \frac{dx}{cos^2x} \\ \\ lnv = -tgx \\ \\ v = e^{-tgx} \\ \\ \\ u'v = \frac{tgx}{cos^2x} \\ \\ u'e^{-tgx} = \frac{tgx}{cos^2x} \\ \\$
$u' = e^{tgx} * \frac{tgx}{cos^2x} \\ \\ u = \int\limits {e^{tgx}*\frac{tgx}{cos^2x}} \, dx \:\:\:\:\:\: [t=tgx; \:\:\:\:\:\: dt = \frac{dx}{cos^2x}] \\ \\ u = \int\limits {e^{t}* t} \, dt = e^t *t - \int\limits {e^t} \, dt = e^t*t - e^t = e^t*(t-1) +C = \\ \\ \\ f = t; \:\:\:\:\:\: df = dt; \:\:\:\:\:\: dg = e^t dt; \:\:\:\:\:\: g = e^t \\ \\ \\ = e^{tgx}(tgx-1) + C$
Собираем решения:
$y = uv = (e^{tgx}(tgx-1) + C) * e^{-tgx} = C*e^{-tgx} + tgx - 1$

22

0 0

4 года назад