不定积分(9x-3y)dx=(3x+y)dy的计算

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主要内容:

通过换元法及可分离变量积分法,介绍不定积分(9x-3y)dx=(3x+y)dy的计算步骤。

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主要步骤:

(9x-3y)dx=(3x+y)dy,方程变形为:

dy/dx=(9x-3y)/(3x+y),右边分子分母同时除以x,

dy/dx=[9-3(y/x)]/[3+(y/x)],设y/x=u,即y=xu,求导为dy=udx+xdu,

则:dy/dx=u+xdu/dx,代入所求表达式有:

dy/dx=u+xdu/dx=(9-3u)/(3+u),方程继续变形为,

xdu/dx=(9-3u-3u-u^2)/(3+u),

(3+u)du/(u^2+6u-9)=-dx/x,

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两边同时积分有:

∫(3+u)du/(u^2+6u-9)=-∫dx/x,左边对不定积分凑分有,

(1/2)∫(2u+6)du/(u^2+6u-9)=-∫dx/x,

∫(2u+6)du/(u^2+6u-9)=-2∫dx/x,

∫d[du^2+6u-9]/(u^2+6u-9)=-2lnx+lnC,

ln|u^2+6u-9|=ln|Cx^(-2)|,

u^2+6u-9=C/x^2,将u=y/x代入有:

y^2/x^2+6y/x-9=C/x^2,

y^2+6xy-9x^2=C,即为本题不定方程的通解。

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