็Homogeneous Diifferential Equation

กระทู้คำถาม
ผมสงสัยเกี่ยวกับเรื่อง homogeneous DE ครับ

ตามคอนเซปที่เรียนกันมามันง่ายนะ ทั้งคลิปติวของไทยและเทศ และที่เรียนในห้องเรียน ว่า v=y/x และ dy/dx= x dv/dx+v เสร็จแล้วจัดรูปแยกตัวแปลคนละฝั่งและอินทิเกรต แต่ทำไมพอทำโจทย์เข้าจริงๆ หลายๆข้อมันยากเหลือเกิน บางข้อนี่สาบานว่าทำไม่ต่ำกว่าสอง ชม ลองผิดลองถูก หาเฉลยจากที่ต่างๆเพื่อมาเปรียบเทียบ ทำเสร็จไม่ตรงเฉลยซะงั้น และไม่ใช่ใกล้เคียงด้วย แต่ผิดชนิดหน้าตาคนละเรื่องเลย บางทีมีเศษหรือส่วนหรือกำลังเกินมาจากไหนไม่รู้

เรื่อง algebra รับประกันว่ารอบคอบและถูกชัวร์ ตัวแปลก็แยกออกจากกันชัดเจน แต่มักจะเป็นข้อแตกต่างในการทำตรงกลางสเต็ปซึ่งยังไม่เข้าใจถ่องแท้ทำให้เป็นจุดเปลี่ยนของคำตอบ นับตั้งแต่เริ่มหารกระจายลดรูป ยกตัวอย่างเช่น 3xydx+(x2+y2)dy=0

พอทำจริงๆอย่างที่เรียนมาก็ตามนี้ครับ
3xydx = -(x2+y2)dy
3xy    =  -(x2+y2)dy/dx
3vx2   = -(x2+v2x2) xdv/dx+v
3vx2-v = -x2(1+v2) xdv/dx
v(3x2-1)  = -x2(1+v2) xdv/dx
-(3x2-1)dx/x3 = (1+v2)dv/v
(-3/x+1/x3)dx = (1/v+v)dv
∫-3/x dx + ∫1/x3dx = ∫1/v dv + ∫v dv
-3lnx - 1/2x2 = lny/x + y2/2x2 +C <----ยัด  y/x กลับคืนไป
-3lnx - lny/x = 1/2x2 + y2/2x2 +C
ln1/x2y = (y2+1)/2x2 +C
y/x= ± sqrt(2x2 ln1/x2y-1)
y= ±x sqrt(ln1/x4y2-1)

อย่างที่เห็นแหละครับ ว่าคำตอบออกมาหน้าตาทุเรสๆ และไม่ตรงกับชาวบ้านด้วย ข้อนี้หาเฉลยไม่มีนะครับ แต่คนส่วนใหญ่ได้คำตอบออกมาแบบอินทิเกรต partial fraction

พอลองวิธีใหม่จากสเต็ปที่สอง เอา x2 ไปหารทุกพจน์จนได้ออกมาเป็น -(1+v3) xdv/dx+v จนสิ้นสุดอินทิเกรตก็ได้คำตอบหน้าออกมาอีกแบบ

มีเทคนิคของแท้ยังไงที่จะพิชิตเรื่องนี้ได้ชัวร์ครับ เพราะเวลาเรียนเห็นแต่ตัวอย่างง่ายๆหมูๆทั้งนั้น ซึ่งทำเองได้ แต่พอใช้เทคนิคเดียวกันกับโจทย์ยาวขึ้นกลับผิด เหมือนคำตอบแต่ละข้อไม่แน่ไม่นอนและมีวิธีการของมันแต่ละแบบ ปวดหัวมากครับ
แก้ไขข้อความเมื่อ
แสดงความคิดเห็น
โปรดศึกษาและยอมรับนโยบายข้อมูลส่วนบุคคลก่อนเริ่มใช้งาน อ่านเพิ่มเติมได้ที่นี่