Yahoo Hỏi & Đáp sẽ ngừng hoạt động vào ngày 4 tháng 5 năm 2021 (Giờ Miền Đông nước Mỹ) và từ nay, trang web Yahoo Hỏi & Đáp sẽ chỉ ở chế độ đọc. Các thuộc tính hoặc dịch vụ khác của Yahoo hay tài khoản Yahoo của bạn sẽ không có gì thay đổi. Bạn có thể tìm thêm thông tin về việc Yahoo Hỏi & Đáp ngừng hoạt động cũng như cách tải về dữ liệu của bạn trên trang trợ giúp này.

babybomb đã hỏi trong Science & MathematicsMathematics · 1 thập kỷ trước

first order differential equation?

Verify dx/dt = (x-1)^2 - x . It is said that solution is a function in terms of tanh .

2 Câu trả lời

Mức độ liên quan
  • 1 thập kỷ trước
    Câu trả lời yêu thích

    Solution of this differential equation involves inverse hyperbolic tangent, which is a solution to the following integral:

    ∫ 1/(u² - 1) du = artanh(t) = (1/2)∙ln( (1+ u)/(1 - u) )

    To solve the differential equation separate variables and integrate:

    dx/dt = (x - 1)² - x

    <=>

    dx/dt = x² - 3∙x + 1

    <=>

    ∫ 1/(x² - 3∙x + 1) dx = ∫ dt

    <=>

    ∫ 1/( x² - 3∙x + (9/4) - (1/4)) dx = ∫ dt

    <=>

    ∫ 1/( (x - (3/2))² - (1/4)) dx = ∫ dt

    <=>

    ∫ 4/( [2∙(x - (3/2))]² - 1) dx = ∫ dt

    on left hind side substitute

    u = 2∙(x - (3/2)) => du= 2 dx

    ∫ 2/(u² - 1) dx = ∫ dt

    <=>

    2∙artanh( u ) = t + c

    <=>

    artanh( 2∙(x - (3/2)) ) = (1/2)∙t + C

    with C = c/2

    <=>

    x = (3/2) + (1/2)∙tanh( (1/2)∙t + C )

  • 1 thập kỷ trước

    dx/dt = (x-1)^2 - x

    dx/((x-1)^2 - x) = dt

    t +C =∫ ( 1/(x^2 - 3x +1) dx

    Now ∫1/((x-3/2)^2 - (√5/2)^2) dx =

    (1/√5)∫1/((x-3/2) - (√5/2)) dx - (1/√5)∫1/((x-3/2) + (√5/2)) dx =

    (1/√5)Ln((x-3/2) - (√5/2)) - (1/√5)Ln((x-3/2) + (√5/2)) =

    (1/√5)Ln(((x-3/2) - (√5/2))/((x-3/2) + (√5/2)))

    e^(√5t+C√5) = ((x-3/2) - (√5/2))/((x-3/2) + (√5/2))

    e^(√5t+C√5) /(1- e^(√5t+C√5)) = ((x-3/2) - (√5/2))/√5

    x = (3/2)+ √5e^(√5t+C√5) /(1- e^(√5t+C√5)) + (√5/2)

Bạn vẫn có câu hỏi? Hãy hỏi ngay để nhận câu trả lời.