Question Number 117632 by syamil last updated on 12/Oct/20
$${Solution}\:{from}\:\:\:\mathrm{2}{xy}\:{dy}\:=\:\left({x}^{\mathrm{2}\:} \:−\:{y}^{\mathrm{2}} \right){dx} \\ $$
Answered by 1549442205PVT last updated on 13/Oct/20
$$\:\mathrm{2}{xy}\:{dy}\:=\:\left({x}^{\mathrm{2}\:} \:−\:{y}^{\mathrm{2}} \right){dx} \\ $$$$\Leftrightarrow\left(\mathrm{x}^{\mathrm{2}} −\mathrm{y}^{\mathrm{2}} \right)\mathrm{dx}−\mathrm{2xydy}=\mathrm{0} \\ $$$$\mathrm{Put}\:\mathrm{P}\left(\mathrm{x},\mathrm{y}\right)=\mathrm{x}^{\mathrm{2}} −\mathrm{y}^{\mathrm{2}} ,\mathrm{Q}\left(\mathrm{x},\mathrm{y}\right)=−\mathrm{2xy} \\ $$$$\frac{\partial\mathrm{P}}{\partial\mathrm{y}}=−\mathrm{2y},\frac{\partial\mathrm{Q}}{\partial\mathrm{x}}=−\mathrm{2y}.\frac{\partial\mathrm{P}}{\partial\mathrm{y}}=\frac{\partial\mathrm{Q}}{\partial\mathrm{x}}=−\mathrm{2y}\Rightarrow \\ $$$$\mathrm{This}\:\mathrm{is}\:\:\mathrm{exact}\:\mathrm{equation}\:.\mathrm{Hence},\mathrm{we}\:\mathrm{have} \\ $$$$\int_{\mathrm{0}} ^{\:\mathrm{x}} \left(\mathrm{x}^{\mathrm{2}} −\mathrm{y}^{\mathrm{2}} \right)\mathrm{dx}−\int_{\mathrm{0}} ^{\:\mathrm{y}} \mathrm{2xydy}=\mathrm{C} \\ $$$$\Leftrightarrow\left(\frac{\mathrm{x}^{\mathrm{3}} }{\mathrm{3}}−\mathrm{y}^{\mathrm{2}} \mathrm{x}\right)\mid_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{x}} −\mathrm{xy}^{\mathrm{2}} \mid_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{y}} =\mathrm{C} \\ $$$$\Leftrightarrow\frac{\mathrm{x}^{\mathrm{3}} }{\mathrm{3}}−\mathrm{y}^{\mathrm{2}} \mathrm{x}−\mathrm{xy}^{\mathrm{2}} =\mathrm{C} \\ $$
Answered by bobhans last updated on 13/Oct/20
$$\mathrm{letting}\:\mathrm{y}\:=\:\lambda\mathrm{x}\:\Rightarrow\mathrm{dy}=\lambda\mathrm{dx}+\mathrm{xd}\lambda \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{2x}^{\mathrm{2}} \lambda\left(\lambda\mathrm{dx}+\mathrm{xd}\lambda\right)=\mathrm{x}^{\mathrm{2}} \left(\mathrm{1}−\lambda^{\mathrm{2}} \right)\mathrm{dx} \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{2}\lambda^{\mathrm{2}} \:\mathrm{dx}+\mathrm{xd}\lambda=\left(\mathrm{1}−\lambda^{\mathrm{2}} \right)\mathrm{dx} \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{xd}\lambda=\left(\mathrm{1}−\mathrm{3}\lambda^{\mathrm{2}} \right)\mathrm{dx} \\ $$$$\Rightarrow\frac{\mathrm{d}\lambda}{\mathrm{1}−\mathrm{3}\lambda^{\mathrm{2}} }\:=\:\frac{\mathrm{dx}}{\mathrm{x}}\:\Rightarrow\int\frac{\mathrm{d}\lambda}{\left(\mathrm{1}+\lambda\sqrt{\mathrm{3}}\right)\left(\mathrm{1}−\lambda\sqrt{\mathrm{3}}\right)}\:=\:\int\frac{\mathrm{dx}}{\mathrm{x}} \\ $$$$\int\left(\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{1}−\lambda\sqrt{\mathrm{3}}}\:+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{1}+\lambda\sqrt{\mathrm{3}}}\right)\mathrm{d}\lambda\:=\:\int\:\frac{\mathrm{2dx}}{\mathrm{x}} \\ $$$$−\frac{\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{3}}}\:\mathrm{ln}\:\left(\mathrm{1}−\lambda\sqrt{\mathrm{3}}\right)+\frac{\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{3}}}\mathrm{ln}\:\left(\mathrm{1}+\lambda\sqrt{\mathrm{3}}\right)\:=\:\mathrm{ln}\:\mid\mathrm{Cx}^{\mathrm{2}} \:\mid \\ $$$$\Rightarrow\:\mathrm{ln}\:\mid\frac{\mathrm{1}+\lambda\sqrt{\mathrm{3}}}{\mathrm{1}−\lambda\sqrt{\mathrm{3}}}\:\mid\:=\:\sqrt{\mathrm{3}}\:\mathrm{ln}\:\mid\mathrm{Cx}^{\mathrm{2}} \mid\: \\ $$$$\mathrm{ln}\:\mid\mathrm{1}−\mathrm{3}\lambda^{\mathrm{2}} \mid\:=\:\mathrm{ln}\:\mid\mathrm{Cx}^{\mathrm{2}} \mid^{\sqrt{\mathrm{3}}} \: \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{1}−\mathrm{3}\left(\frac{\mathrm{y}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{x}^{\mathrm{2}} }\right)\:=\:\left(\mathrm{Cx}^{\mathrm{2}} \right)^{\sqrt{\mathrm{3}}} \:=\:\mathrm{Kx}^{\mathrm{2}\sqrt{\mathrm{3}}} \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{y}^{\mathrm{2}} \:=\:\frac{\mathrm{x}^{\mathrm{2}} −\mathrm{Kx}^{\mathrm{2}+\mathrm{2}\sqrt{\mathrm{3}}} }{\mathrm{3}} \\ $$
Answered by TANMAY PANACEA last updated on 13/Oct/20
$$\mathrm{2}{xydy}+{y}^{\mathrm{2}} {dx}={x}^{\mathrm{2}} {dx} \\ $$$${xdy}^{\mathrm{2}} +{y}^{\mathrm{2}} {dx}={x}^{\mathrm{2}} {dx} \\ $$$${d}\left({xy}^{\mathrm{2}} \right)=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}}{dx}^{\mathrm{3}} \\ $$$${xy}^{\mathrm{2}} =\frac{{x}^{\mathrm{3}} }{\mathrm{3}}+{c} \\ $$$${or}\:{method} \\ $$$$\frac{{dy}}{{dx}}=\frac{{x}^{\mathrm{2}} −{y}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{2}{xy}}=\frac{\mathrm{1}−\frac{{y}^{\mathrm{2}} }{{x}^{\mathrm{2}} }}{\mathrm{2}\frac{{y}}{{x}}} \\ $$$${v}=\frac{{y}}{{x}}\rightarrow\frac{{dy}}{{dx}}={x}\frac{{dv}}{{dx}}+{v} \\ $$$${v}+{x}\frac{{dv}}{{dx}}=\frac{\mathrm{1}−{v}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{2}{v}} \\ $$$${x}\frac{{dv}}{{dx}}=\frac{\mathrm{1}−{v}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{2}{v}}−{v} \\ $$$$\frac{\mathrm{2}{v}}{\mathrm{1}−\mathrm{3}{v}^{\mathrm{2}} }{dv}=\frac{{dx}}{{x}} \\ $$$$\frac{\mathrm{2}}{\mathrm{3}}\int\frac{{vdv}}{\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}}−{v}^{\mathrm{2}} }=\int\frac{{dx}}{{x}} \\ $$$$\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}}\int\frac{{d}\left(\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}}−{v}^{\mathrm{2}} \right)}{\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}}−{v}^{\mathrm{2}} }=−\int\frac{{dx}}{{x}} \\ $$$$\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}}{ln}\left(\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}}−{v}^{\mathrm{2}} \right)=−{lnx}+{lnc} \\ $$$${ln}\left(\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}}−\frac{{y}^{\mathrm{2}} }{{x}^{\mathrm{2}} }\right)^{\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}}} +{lnx}={lnc} \\ $$$${x}\left(\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}}−\frac{{y}^{\mathrm{2}} }{{x}^{\mathrm{2}} }\right)^{\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}}} ={c} \\ $$$${x}^{\mathrm{3}} \left(\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}}−\frac{{y}^{\mathrm{2}} }{{x}^{\mathrm{2}} }\right)={c}^{\mathrm{3}} =\boldsymbol{{C}}_{\mathrm{1}} \\ $$$$\frac{{x}^{\mathrm{3}} }{\mathrm{3}}−{xy}^{\mathrm{2}} ={C}_{\mathrm{1}} \\ $$