अवकल समीकरण प्रश्न 2
प्रश्न 2 - 24 जनवरी - विस्थापन 2
मान लीजिए $y=y(x)$ अवकल समीकरण $(x^{2}-3 y^{2}) d x+3 x y d y=0, y(1)=1$ का हल है। तो $6 y^{2}(e)$ के बराबर है
(1) $3 e^{2}$
(2) $e^{2}$
(3) $2e^{2}$
(4) $\frac{3 e^{2}}{2}$
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उत्तर: (3)
समाधान:
सूत्र: होमोजीन समीकरण
$ (x^{2}-3 y^{2}) d x+3 x y d y=0 $
$\frac{d y}{d x}=\frac{3 y^{2}-x^{2}}{3 x y} \Rightarrow \frac{d y}{d x}=\frac{y}{x}-\frac{1}{3} \frac{x}{y}$
$y=v x$ रखें
$\frac{d y}{d x}=v+x \frac{d v}{d x}$
$\therefore v+x \frac{d v}{d x}=v-\frac{1}{3} \frac{1}{v}$
$\Rightarrow vdv=\frac{-1}{3 x}dx$
दोनों ओर समाकलन करें
$\frac{v^{2}}{2}=\frac{-1}{3} \ln x+c$
$\Rightarrow \frac{y^{2}}{2 x^{2}}=\frac{-1}{3} \ln x+c$
$y(1)=1$
$\Rightarrow \frac{1}{2}=c$
$\Rightarrow \frac{y^{2}}{2 x^{2}}=\frac{-1}{3} \ln x+\frac{1}{2}$
$ \begin{aligned} & \text{ } \\ & y^{2}(e)=-\frac{2}{3} e^{2}+e^{2}=\frac{e^{2}}{3} \end{aligned} $