maths.free › Differential Equations › First-order linear equations

First-order linear equations

y′ + P(x)y = Q(x) and the integrating factor that makes it integrable.

Multiply y′ + P(x)y = Q(x) by μ = e^{∫P dx} and the left side collapses to (μy)′, one integration finishes it. This is the workhorse for mixing tanks, RC circuits and Newton's law of cooling.

কাজের উদাহরণ · y' + y = x

Differential-Equations · Differential-Equations

Y' + y = x

y{\left(x \right)} + \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = x

ধাপ ধাপে

  1. y{\left(x \right)} + \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = x

    The differential equation.

  2. \text{order } 1

    Order 1: the highest derivative present.

  3. \text{Exact}

    M dx + N dy = 0 with ∂M/∂y = ∂N/∂x: find the potential F with F_x = M, F_y = N; the solution is F = C.

  4. r + 1 = 0

    Characteristic equation of the homogeneous part (substitute y = e^{rx}).

  5. r = -1

    Its roots.

  6. y{\left(x \right)} = C_{1} e^{- x} + x - 1

    General solution (C₁, C₂ … are arbitrary constants).

  7. \checkmark

    Verified: substituting the solution back into the equation gives 0.

উত্তর প্রকাশ করুন
y{\left(x \right)} = C_{1} e^{- x} + x - 1

এখন তুমি একটি সমস্যা বেছে নিন, অথবা নিজের সমস্যা টাইপ করুন অথবা আঁকুন। প্রতিটি পদক্ষেপ, একটি ছবি, উত্তর আড়াল করা আছে যতক্ষণ না আপনি প্রশ্ন করেন।

আপনার নিজের কাজ চালিয়ে যান

একটি বিনামূল্যে অ্যাকাউন্ট প্রতিটি পাঠের নোট যোগ করে, আপনি কি শেষ করেছেন তার একটি রেকর্ড, আপনার সমাধান করা সমস্যা এক জায়গায়, এবং আপনি এই পাতা সম্পর্কে একজন টিউটরকে জিজ্ঞাসা করতে পারেন। গণিত নিজেই সবার জন্য উন্মুক্ত, লগইন করা হোক বা না হোক।

নিবন্ধন করুন লগ- ইন

এখানে ব্যবহৃত প্রতীক

যে কোন প্রতীক চাপুন সম্পূর্ণ সংজ্ঞা, একটি ছবি এবং এর প্রতিটি অক্ষরের অর্থের জন্য।

কিভাবে: First-order linear equations

  1. The differential equation.
  2. Order 1: the highest derivative present.
  3. M dx + N dy = 0 with ∂M/∂y = ∂N/∂x: find the potential F with F_x = M, F_y = N; the solution is F = C.
  4. Characteristic equation of the homogeneous part (substitute y = e^{rx}).
  5. Its roots.
  6. General solution (C₁, C₂ … are arbitrary constants).
  7. Verified: substituting the solution back into the equation gives 0.

মানুষ জিজ্ঞাসা করে

What is a differential equation?

An equation whose unknown is a function, relating it to its own derivatives. "The rate of growth is proportional to the population" is y′ = ky, and solving it means finding y as a function of time.

Why does the solution have arbitrary constants?

Integrating loses information: many functions share the same derivative. An n-th order equation has n constants, fixed by n initial or boundary conditions.

আরও Differential Equations

Separable equationsSecond-order, constant coefficientsNonhomogeneous equationsModelling with differential equations