Question Number 71516 by oyemi kemewari last updated on 16/Oct/19
$$\mathrm{5y}''=\left(\mathrm{1}+\mathrm{y}'^{\mathrm{2}} \right)^{\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{2}}} \\ $$$$\mathrm{please}\:\mathrm{solve}\:\mathrm{the}\:\mathrm{differtial}\:\mathrm{equation} \\ $$
Answered by mind is power last updated on 17/Oct/19
$$\mathrm{let}\:\mathrm{z}=\mathrm{y}' \\ $$$$\mathrm{5z}'=\left(\mathrm{1}+\mathrm{z}^{\mathrm{2}} \right)^{\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{2}}} \\ $$$$\Rightarrow\frac{\mathrm{dz}}{\left(\mathrm{1}+\mathrm{z}^{\mathrm{2}} \right)^{\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{2}}} }=\mathrm{dx} \\ $$$$\mathrm{z}=\mathrm{tg}\left(\mathrm{u}\right) \\ $$$$\mathrm{dz}=\left(\mathrm{1}+\mathrm{tg}^{\mathrm{2}} \left(\mathrm{u}\right)\right)\mathrm{du} \\ $$$$\Rightarrow\frac{\mathrm{du}}{\:\sqrt{\mathrm{1}+\mathrm{tg}^{\mathrm{2}} \left(\mathrm{u}\right)}}=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{5}}\mathrm{dx} \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{cos}\left(\mathrm{u}\right)=\frac{\mathrm{x}}{\mathrm{5}}+\mathrm{v} \\ $$$$\mathrm{u}=\mathrm{arcos}\left(\frac{\mathrm{x}}{\mathrm{5}}+\mathrm{v}\right) \\ $$$$\mathrm{z}=\mathrm{tg}\left(\mathrm{u}\right)=\frac{\sqrt{\mathrm{1}−\left(\frac{\mathrm{x}}{\mathrm{5}}+\mathrm{v}\right)^{\mathrm{2}} }}{\frac{\mathrm{x}}{\mathrm{5}}+\mathrm{v}} \\ $$$$\mathrm{y}=\int\mathrm{zdx}=\int\frac{\sqrt{\mathrm{1}−\left(\frac{\mathrm{x}}{\mathrm{5}}+\mathrm{v}\right)}}{\frac{\mathrm{x}}{\mathrm{5}}+\mathrm{v}}\mathrm{dx} \\ $$$$=\mathrm{5}\int\frac{\sqrt{\mathrm{1}−\mathrm{u}}}{\mathrm{u}}\mathrm{du}\:,\sqrt{\mathrm{1}−\mathrm{u}}=\mathrm{r}\Rightarrow\mathrm{du}=−\mathrm{2rdr} \\ $$$$\mathrm{5}\int\frac{−\mathrm{2r}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{1}−\mathrm{r}^{\mathrm{2}} }\mathrm{dr}=−\mathrm{10}\int−\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{1}−\mathrm{r}^{\mathrm{2}} }\mathrm{dr}=\mathrm{10r}−\mathrm{10}\int\left(\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}\left(\mathrm{1}−\mathrm{r}\right)}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}\left(\mathrm{1}+\mathrm{r}\right)}\right)\mathrm{dr} \\ $$$$=\mathrm{10r}−\mathrm{5ln}\mid\mathrm{1}−\mathrm{r}^{\mathrm{2}} \mid \\ $$$$\mathrm{y}=\mathrm{10}\sqrt{\mathrm{1}−\left(\frac{\mathrm{x}}{\mathrm{5}}+\mathrm{v}\right)}−\mathrm{5ln}\mid\frac{\mathrm{x}}{\mathrm{5}}+\mathrm{v}\mid+\mathrm{c} \\ $$$$ \\ $$$$ \\ $$