求微分方程y''+(y)'^2=1 x=0時y=y'=0的特解

求微分方程y''+(y)'^2=1 x=0時y=y'=0的特解

不顯含x型
令y'=p,y“=pdp/dy
原微分方程可化為
pdp/dy+p^2=1
分離變數
pdp/(p^2-1)=-dy
兩邊積分
ln|p^2-1|=-2y+C
得到
p^2=C'e^(-2y)+1
初值條件x=0,y=y'=0可得C'=-1
則p=±√[1-e^(-2y)]
即dy/dx=±√[1-e^(-2y)]
分離變數
dy/√[1-e^(-2y)]=±dx
凑微
1/√[e^(2y)-1]d(e^y)=±dx
兩邊積分
ln|e^y+√[e^(2y)-1]|=±x+C“
初值條件x=0,y=y'=0可得C“=0
所以方程特解為
ln|e^y+√[e^(2y)-1]|=±x
【其中用到了公式∫1/√(x^2-1)dx=ln|x+√(x^2-1)|+C】