378 Y, Abschnitt. § 2. Xntegrationsmethoden für Differentialgleichungen
«) t v + »*= 2 0 + y)*
(Lösung: # 2 -f 2#?/ — i/ 2 = (7).
ß) K - % = « + y-
( Lösung: + xy 4- x*) = arctg + <?)•
r) t y +n x =y-x.
^Lösung: l(i/—xy + 2x s ) = arctg + C\
353. Exakte Differentialgleichungen, Wenn eine Differential
gleichung erster Ordnung in der Form einer totalen Differentialgleichung-
gegeben oder auf eine solche gebracht ist:
M(x, y)dx -f N(x, y)dy = 0, (1)
so kann es sein ; daß ihre linke Seite das exakte Differential einer noch
unbekannten Funktion u(x, y) ist; für (1) kann dann
du = 0
geschrieben werden, woraus das allgemeine Integral
u(x, y) = C folgt. (2)
Ob dem so sei, läßt sich durch Differentiation entscheiden, und trifft
die Voraussetzung zu, so kann die unbekannte Funktion durch Quadra
turen hergestellt werden.
In der Tat ist Mdx -f Ndy das totale Differential von u nur dann,
wenn
du
dx
-M,
— Ar.
cy '
dann aber muß
dm _
cy
dN
dx
(3)
sein, weil beide Seiten dasselbe, nämlich , bedeuten.
’ ’ oxdy’
Somit ist (1) nur dann eine „exakte Differentialgleichung“, wenn
(3) erfüllt ist.
Man findet dann aus — — M
dx
u = ¡Mdx -f- F;
dabei wird die Integration an M nur in bezug auf x ausgeführt, als ob
y konstant wäre, weshalb auch die Integrationskonstante Y im allge
meinen als Funktion yon y vorausgesetzt werden muß; durch Differen
tiation ergibt sich daraus