Solve:

x ( 1 + y2) dx - y ( 1 + x2 ) dy = 0, given that y = 0 when x = 1

The answer given in the book is : ( 1 + x2 ) = 2 ( 1 + y2 )

The given differential equation is,
x1+ y2 dx - y1 + x2dy = 0dydx = x1+ y2 y1 + x2y1 + y2dy  = x1 + x2 dx     [VARIABLE SEPARABLE]Integrating both sides we get, y1 + y2dy  = x1 + x2 dx     .......(1)Let I1 = y1 + y2dyput 1 + y2 = u 2y dy = du y dy = 12du
so, I1 = 12duuI1 = logu + C1I1 = log1 + y2 + C1

Let I2 = x1 + x2dxput 1 + x2 = v2x dx = dvx dx = 12dvso, I2 =12 dvv= 12log (v) + C2 = 12log(1 +x2) + C2

from (1), we get
12log (1 + y2) + C1 = 12log(1 + x2) + C212log (1 + y2) = 12log(1 + x2) + C2 - C112log (1 + y2) = 12log(1 + x2) + C  ......(2)      [where  C2 - C1 = C]put x = 1 and y = 0 in (2), we get12log 1 = 12log 2 + C0 = 12log 2 + C            [as, log 1 = 0]So, C =-12 log 2

putting the value of C in (2), we get

12log(1 + y2)  = 12log(1 + x2) - 12log 2log(1 + y2) = log(1 + x2)  - log 2log(1 + y2) = log1 + x221 + y2  = 1 + x221 + x2 = 2(1 + y2)






 

  • 14
What are you looking for?