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प्रश्न
निम्नलिखित प्रश्न में दर्शाइए कि दिया हुआ अवकल समीकरण समघातीय है और इसको हल कीजिए:
`y dx + x log(y/x)dy - 2x dy = 0`
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उत्तर
`y dx + x log (y/x) dy - 2x dy = 0`
⇒ `y/x + log (y/x) dy/dx - 2 dy/dx = 0`
⇒ `dy/dx = (y/x)/(2 - log (y/x))` .....(1)
चूँकि R.H.S. का रूप `g(y/x)` है, यह डिग्री शून्य का एक समरूप फलन है।
अतः समीकरण (1) एक समरूप अवकल समीकरण है।
इसे हल करने के लिए, y = vx रखने पर,
⇒ `dy/dx = v + x (dv)/dx,` तो (1) बन जाता है।
`v + x (dv)/dx = v/ (2 - log v)`
⇒ `x (dv)/dx = v/ (2 - log v) - v`
⇒ `((2 - log v)dv)/(v log v - v) = dx/x`
⇒ `(1 - (log v - 1))/(v (log v - 1)) dv = dx/x` .....(2)
दोनों पक्षों (2) को एकीकृत करने पर, हम प्राप्त करते हैं।
`int (1/ (v (logv - 1)) - 1/v) dv`
`= int dx/x + C_1`
⇒ `int (1/v)/(log v - 1) dv - int 1/v dv = int dx /x + C_1`
⇒ `log |log v - 1| - log |v|`
= log |x| + C1
⇒ `log |(log v - 1)/(v x)| = C_1`
⇒ `|(log v - 1)/ (v x)| = e^(C_(1))`
⇒ `(log v - 1)/(v x) = pm e^(C_(1)) = C` (माना)
⇒ `log (y/x) - 1 = Cy` ...`(∵ v = y/x)`
जो कि, आवश्यक सामान्य समाधान है।
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