Separation Variables C1011E
1. مسئله: حل معادله دیفرانسیل با روش جداسازی متغیرها.
2. فرض کنیم معادله به صورت $$\frac{dy}{dx} = g(x)h(y)$$ باشد.
3. برای جداسازی متغیرها، معادله را به شکل $$\frac{1}{h(y)} dy = g(x) dx$$ بازنویسی میکنیم.
4. سپس هر دو طرف معادله را انتگرال میگیریم:
$$\int \frac{1}{h(y)} dy = \int g(x) dx + C$$
که در آن $$C$$ ثابت انتگرالگیری است.
5. با محاسبه این انتگرالها و حل برای $$y$$، جواب کلی معادله به دست میآید.
6. مثال: اگر معادله $$\frac{dy}{dx} = xy$$ باشد، ابتدا مینویسیم:
$$\frac{1}{y} dy = x dx$$
7. انتگرال میگیریم:
$$\int \frac{1}{y} dy = \int x dx$$
که میشود:
$$\ln|y| = \frac{x^2}{2} + C$$
8. با گرفتن نمای هر دو طرف:
$$y = Ce^{\frac{x^2}{2}}$$
که $$C = e^C$$ ثابت انتگرال است.
بنابراین، جواب معادله $$\frac{dy}{dx} = xy$$ به صورت $$y = Ce^{\frac{x^2}{2}}$$ است.