y' = f(x, y)
где y' - производная y по x, а f(x, y) - заданная функция от x и y.
Одним из методов решения неоднородных дифференциальных уравнений первого порядка является метод интегрирующего множителя.
Метод интегрирующего множителя
μ(x, y) = e^(∫P(x, y) dx)
где P(x, y) - коэффициент при y в исходном уравнении, то есть P(x, y) = 6x - y - 5.
μ(x, y)y' = μ(x, y)f(x, y)(μ(x, y)y)' = μ(x, y)f(x, y)μ(x, y)y = ∫μ(x, y)f(x, y) dx + C
где C - постоянная интегрирования.
Решение дифференциального уравнения
y'=(x+4y-5)/(6x-y-5)
Вычисляем интегрирующий множитель:
μ(x, y) = e^(∫(6x - y - 5) dx) = e^(3x^2 - xy - 5x)
Умножаем уравнение на интегрирующий множитель:
e^(3x^2 - xy - 5x)y' = e^(3x^2 - xy - 5x)(x+4y-5)/(6x-y-5)
Раскрываем левую часть:
(e^(3x^2 - xy - 5x)y)' = (e^(3x^2 - xy - 5x))(x+4y-5)/(6x-y-5)
Интегрируем обе части:
e^(3x^2 - xy - 5x)y = ∫e^(3x^2 - xy - 5x)(x+4y-5)/(6x-y-5) dx + C