Bernoulli Equation Reducible to Linear
1.बरनौली के समीकरण का रैखिक रूप में समानयन (Bernoulli Equation Reducible to Linear),बरनौली के अवकल समीकरण का रैखिक रूप में समानयन (Bernoulli’s Differential Equation Reducible to Linear Form):
बरनौली के समीकरण का रैखिक रूप में समानयन (Bernoulli Equation Reducible to Linear) करने पर अवकल समीकरण को रैखिक अवकल समीकरण की विधि से हल किया जा सकता है।निम्न उदाहरणों से यह स्पष्ट हो जाएगा।
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2.बरनौली के समीकरण का रैखिक रूप में समानयन पर आधारित उदाहरण (Examples Based on Bernoulli Equation Reducible to Linear):
निम्नलिखित अवकल समीकरणों का हल ज्ञात कीजिएः
(Solve the following differential equations):
Example:2. x\left(\frac{d y}{d x}\right)+y=x^3 y^6
Solution: x\left(\frac{d y}{d x}\right)+y=x^3 y^6
दिया हुआ समीकरण निम्न रूप में लिखा जा सकता हैः
y^{-6}\left(\frac{d y}{d x}\right)+\frac{y^{-5}}{x}=x^2 \cdots(1)
यह बरनौली का समीकरण (Bernoulli’s equation) हैं।अतः माना
y^{-5}=v \Rightarrow-5 y^{-6}\left(\frac{d y}{d x}\right)=\frac{d v}{d x}
इसलिए समीकरण (1) का नया रूप होगाः
-\frac{1}{5} \frac{d v}{d x}+\frac{v}{x}=x^2 \\ \Rightarrow \frac{d v}{d x}-\frac{5 v}{x}=-5 x^2
यह v में एक रैखिक समीकरण (linear equation) है,जिसका
I.F.=e^{\int \frac{-5}{x} d x}=e^{-5 \log x}=\frac{1}{x^5}
इसलिए दिए हुए समीकरण का हल होगाः
v \cdot \text{(I.F.)}=\int \text{(I.F.)} \cdot Q dx+c \\ \Rightarrow \frac{v}{x^5}=\int \frac{1}{x^5} \times -5 x^2 d x+c \\ \Rightarrow \frac{1}{x^5 y^5}=-5 \int x^{-3} d x+c \\ =\frac{5}{2} \cdot \frac{1}{x^2}+c \\ \Rightarrow c x^5 y^5+\frac{5}{2} x^3 y^5=1
Example:3. 2\left(\frac{d y}{d x}\right)-y \sec x=y^3 \tan x
Solution: 2\left(\frac{d y}{d x}\right)-y \sec x=y^3 \tan x
दिया हुआ समीकरण निम्न रूप में लिखा जा सकता हैः
2 y^{-3}\left(\frac{d y}{dx}\right)-y^{-2} \sec x=\tan x \cdots(1)
यह बरनौली का समीकरण (Bernoulli’s equation) हैं।अतः माना
-y^{-2}=v \Rightarrow 2 y^{-3}\left(\frac{d y}{d x}\right)=\frac{d v}{d x}
इसलिए समीकरण (1) का नया रूप होगाः
\frac{d v}{d x}+\sec x=\tan x
यह v में एक रैखिक समीकरण (linear equation) है,जिसका
I.F.=e^{\int \sec x dx}=e^{\log \tan \left(\frac{\pi}{4}+\frac{x}{2}\right)} \\ \Rightarrow \text {I.F.}=\tan \left(\frac{\pi}{4}+\frac{x}{2}\right)
इसलिए दिए हुए समीकरण का हल होगाः
v \cdot \text {I.F.}=\int \text {I.F.} Q dx+c \\ v \tan \left(\frac{\pi}{4}+\frac{x}{2}\right)=\int \tan \left(\frac{\pi}{4}+\frac{x}{2}\right) \tan x dx+c_{1} \\ \Rightarrow-y^{-2} \tan \left(\frac{\pi}{4}+\frac{x}{2}\right)=\int(\sec x+\tan x) \tan x dx+c_{1} \left[\because \tan \left(\frac{x}{2}+\frac{\pi}{4}\right)=\sec x+\tan x\right] \\ =\int \left(\sec x \tan x+\tan ^2 x\right) d x+c_{1} \\ =\int \sec x \tan x d x+\int \sec ^2 x d x-\int 1 dx+c_{1} \\ =\sec x+\tan x-x+c_{1} \\ =\tan \left(\frac{\pi}{4}+\frac{x}{2}\right)-x+c_{1} \\ \Rightarrow y^{-2} =-1+(c+x) \cot \left(\frac{\pi}{4}+\frac{x}{2}\right)
Example:4. x\left(\frac{d y}{d x}\right)+y=y^2 \log x
Solution: x\left(\frac{d y}{d x}\right)+y=y^2 \log x
दिया हुआ समीकरण निम्न रूप में लिखा जा सकता हैः
y^{-2}\left(\frac{d y}{d x}\right)+\frac{y^{-1}}{x}=\frac{\log x}{x} \cdots(1)
यह बरनौली का समीकरण (Bernoulli’s equation) हैं।अतः माना
y^{-1}=v \Rightarrow -y^{-2}\left(\frac{d y}{d x}\right)=\frac{d v}{d x}
इसलिए समीकरण (1) का नया रूप होगाः
-\frac{d v}{d x}+\frac{v}{x}=\frac{\log x}{x} \\ \Rightarrow \frac{d v}{d x}-\frac{v}{x}=-\frac{\log x}{x}
यह v में एक रैखिक समीकरण (linear equation) है,जिसका
I.F.=e^{\int \frac{-1}{x} d x}=e^{-\log x}=\frac{1}{x}
इसलिए दिए हुए समीकरण का हल होगाः
v \cdot \text{I.F.}=\int \text{I.F} \cdot Q d x+e \\ \frac{y^{-1}}{x}=\int \frac{1}{x} \cdot\left(-\frac{\log x}{x}\right) d x+c \\ \text{put} \log x=t \Rightarrow x=e^t तथा \frac{1}{x} dx=dt \\ \frac{y^{-1}}{x} = -\int t e^{-t} d t+c \\ = -t \int e^{-t} d t+\int\left[\frac{d}{d t}(t) \int e^{-t} d t\right] d t+c \\ =t e^{-t}+e^{-t}+c \\ =\frac{\log x}{x}+\frac{1}{x}+c \\ \Rightarrow y^{-1}=\log x+\log e+c x \\ \Rightarrow y^{-1}=\log e x+c x \\ \Rightarrow \left[\log (e x)+cx\right] y=1
Example:5. 2 \frac{d y}{d x}=\frac{y}{x}+\frac{y^2}{x^2}
Solution: 2 \frac{d y}{d x}=\frac{y}{x}+\frac{y^2}{x^2}
दिया हुआ समीकरण निम्न रूप में लिखा जा सकता हैः
2 y^{-2}\left(\frac{d y}{d x}\right)-\frac{y}{x}=\frac{1}{x^2} \cdots(1)
यह बरनौली का समीकरण (Bernoulli’s equation) हैं।अतः माना
y^{-1}=v \Rightarrow-y^{-2}\left(\frac{d y}{d x}\right)=\frac{d v}{d x}
इसलिए समीकरण (1) का नया रूप होगाः
\Rightarrow-2 \frac{d v}{d x}-\frac{v}{x}=\frac{1}{x^2} \\ \Rightarrow \frac{d v}{d x}+\frac{v}{2 x}=-\frac{1}{2 x^2}
यह v में एक रैखिक समीकरण (linear equation) है,जिसका
I.F.=e^{\int \frac{1}{2 x} d x}=e^{\frac{1}{2} \log x}=\sqrt{x}
इसलिए दिए हुए समीकरण का हल होगाः
I.F.=\int \text{I.F.} \cdot Q d x+c \\ \Rightarrow y^{-1} \sqrt{x} =\int \sqrt{x} \cdot\left(-\frac{1}{2 x^2}\right) d x+C \\ =-\frac{1}{2} \int x^{-\frac{3}{2}} d x+c \\ =\frac{1}{\sqrt{x}}+C \\ \Rightarrow x =y(1+c \sqrt{x})
Example:6. \left(\frac{d y}{d x}\right)+y \cos x=y^n \sin 2 x
Solution: \left(\frac{d y}{d x}\right)+y \cos x=y^n \sin 2 x
दिया हुआ समीकरण निम्न रूप में लिखा जा सकता हैः
y^{-n}\left(\frac{d y}{d x}\right)+y^{-n+1} \cos x=\sin 2 x
यह बरनौली का समीकरण (Bernoulli’s equation) हैं।अतः माना
y^{-n+1}=v \Rightarrow(-n+1) y^{-n} \frac{d y}{d x}=\frac{d v}{d x}
इसलिए समीकरण (1) का नया रूप होगाः
\left(\frac{1}{-n+1}\right) \frac{d v}{d x}+v \cos x=\sin 2 x \\ \Rightarrow \frac{d v}{d x}+(-n+1) v \cos x=(-n+1) \sin 2 x
यह v में एक रैखिक समीकरण (linear equation) है,जिसका
I.F.=e^{\int (-n+1) \cos x dx}=e^{(-n+1) \sin x}
इसलिए दिए हुए समीकरण का हल होगाः
v \cdot \text{I.F.}=\int(\text{I.F.}) \cdot Q d x+c \\ y^{1-n} \cdot e^{(-n+1)} \sin x=\int e^{(-n+1) \sin x} \cdot(-n+1) \sin 2x dx+c \\ =\int e^{(-n+1) \sin x} \cdot(-n+1) 2 \sin x \cos x dx+c \\ \text { put }(-n+1) \sin x=t \Rightarrow(-n+1) \cos x d x=d t \\ =\frac{2 }{(-n+1)} \int e^t t d t+c \\ =\frac{2 }{(-n+1)} t e^t-2 e^t+c \\ = 2\frac{(-n+1)}{(-n+1)} \sin x \quad e^{(-n+1) \sin x}-\frac{2 }{(-n+1)} e^{(-n+1) \sin x}+c \\ \Rightarrow y^{1-n}=2 \sin x-\frac{2}{(-n+1)}+c e^{(n-1) \sin x} \\ \Rightarrow y^{1-n}=2 \sin x+\frac{2}{(n-1)}+c e^{(n-1) \sin x}
Example:7. x\left(\frac{d y}{d x}\right)+y \log y=x y e^x
Solution: x\left(\frac{d y}{d x}\right)+y \log y=x y e^x
दिया हुआ समीकरण निम्न रूप में लिखा जा सकता हैः
\frac{1}{y}\left(\frac{d y}{d x}\right)+\frac{\log y}{x}=e^x \cdots(1)
यह बरनौली का समीकरण (Bernoulli’s equation) हैं।अतः माना
\log y=v \Rightarrow \frac{1}{y}\left(\frac{d y}{d x}\right)=\frac{d v}{d x}
इसलिए समीकरण (1) का नया रूप होगाः
\frac{d v}{d x}+\frac{v}{x}=e^x
यह v में एक रैखिक समीकरण (linear equation) है,जिसका
I.F.= e^{\int \frac{1}{x} d x}=e^{\log x}=x
इसलिए दिए हुए समीकरण का हल होगाः
V \cdot \text{(I.F)}=\int \text{(I.F)} \cdot Q d x+c \\ \Rightarrow(\log y) x=\int x \cdot e^x d x+c \\ \Rightarrow x \log y=x e^x-e^x+c \\ \Rightarrow x \log y=e^x(x-1)+c
Example:8. x^2 y-x^3\left(\frac{d y}{d x}\right)=y^4 \cdot \cos x
Solution: x^2 y-x^3\left(\frac{d y}{d x}\right)=y^4 \cdot \cos x
दिया हुआ समीकरण निम्न रूप में लिखा जा सकता हैः
y^{-4}\left(\frac{d y}{d x}\right)-\frac{y^{-3}}{x}=-\frac{\cos x}{x^3} \cdots(1)
यह बरनौली का समीकरण (Bernoulli’s equation) हैं।अतः माना
y^{-3}=v \Rightarrow-3 y^{-4} \frac{d y}{d x}=\frac{dv}{dx}
इसलिए समीकरण (1) का नया रूप होगाः
-\frac{1}{3}\left(\frac{d v}{d x}\right)-\frac{v}{x}=-\frac{\cos x}{x^3} \\ \Rightarrow \frac{d v}{d x}+\frac{3 v}{x}=\frac{3 \cos x}{x^3}
यह v में एक रैखिक समीकरण (linear equation) है,जिसका
I.F.=e^{\int \frac{3}{x} d x}=e^{3 \log x}=x^3
इसलिए दिए हुए समीकरण का हल होगाः
v \cdot \text{I.F.}=\int \text{I.F.} \cdot Q d x+c \\ \Rightarrow y^{-3} x^3=\int x^3 \cdot \frac{3 \cos x}{x^3} d x+c \\ \Rightarrow x^3 y^{-3}=3 \sin x+c
Example:9. \left(\frac{d y}{d x}\right)=2 y \tan x+y^2 \tan ^2 x
Solution: \left(\frac{d y}{d x}\right)=2 y \tan x+y^2 \tan ^2 x
दिया हुआ समीकरण निम्न रूप में लिखा जा सकता हैः
\left(\bar{y}^2\right) \frac{d y}{d x}-2 y^{-1} \tan x=\tan ^2 x \cdots(1)
यह बरनौली का समीकरण (Bernoulli’s equation) हैं।अतः माना
y^{-1}=v \Rightarrow -y^{-2}\left(\frac{d y}{d x}\right)=\frac{d v}{d x}
इसलिए समीकरण (1) का नया रूप होगाः
-\frac{d v}{d x}-2 v \tan x=\tan ^2 x \\ \Rightarrow \frac{d v}{d x}+2 v \tan x=-\tan ^2 x
यह v में एक रैखिक समीकरण (linear equation) है,जिसका
I.F.=e^{\int 2 \tan x d x}=e^{2 \log \sec x}=\sec ^2 x
इसलिए दिए हुए समीकरण का हल होगाः
Example:10. 3 \frac{d y}{d x}+\frac{2 y}{x+1}=\frac{x^3}{y^2}
Solution: 3 \frac{d y}{d x}+\frac{2 y}{x+1}=\frac{x^3}{y^2}
दिया हुआ समीकरण निम्न रूप में लिखा जा सकता हैः
3 y^2\left(\frac{d y}{d x}\right)+\frac{2 y^3}{x+1}=x^3 \cdots(1)
यह बरनौली का समीकरण (Bernoulli’s equation) हैं।अतः माना
y^3=v \Rightarrow 3 y^2\left(\frac{d y}{d x}\right)=\frac{d v}{d x}
इसलिए समीकरण (1) का नया रूप होगाः
\frac{d v}{d x}+\frac{2 v}{x+1}=x^3
यह v में एक रैखिक समीकरण (linear equation) है,जिसका
I.F.=2 e^{2 \int \frac{1}{x+1}} dx=2 e^{\log (x+1)}=(x+1)^2
इसलिए दिए हुए समीकरण का हल होगाः
v\cdot \text{I.F.} =\int \text{I.F.} \cdot Q d x+C \\ y^3(x+1)^2 =\int(x+1)^2 x^3 d x+C \\ =\int x^5 d x+2 \int x^4 d x+\int x^3 d x+C \\ \Rightarrow y^3(x+1)^2 =\frac{1}{6} x^5+\frac{2}{5} x^5+\frac{1}{4} x^4+C
Example:12. y\left(2 x y+e^x\right) d x-e^x d y=0
Solution: y\left(2 x y+e^x\right) d x-e^x d y=0
दिया हुआ समीकरण निम्न रूप में लिखा जा सकता हैः
\frac{d y}{d x}=2 x y^2 e^{-x}+y \\ \Rightarrow y^{-2} \frac{d y}{d x}-y^{-1}=2 x e^{-x} \cdots(1)
यह बरनौली का समीकरण (Bernoulli’s equation) हैं।अतः माना
y^{-1}=v \Rightarrow -y^{-2} \frac{d y}{d x}=\frac{d v}{d x}
इसलिए समीकरण (1) का नया रूप होगाः
-\frac{d v}{d x}-v=2 x e^{-x} \Rightarrow \frac{d v}{d x}+v=-2 x e^{-x}
यह v में एक रैखिक समीकरण (linear equation) है,जिसका
I.F.=e^{\int 1 \cdot d x}=e^x
इसलिए दिए हुए समीकरण का हल होगाः
V \cdot \text{(I.F.)}=\int \text{(I.F.)} \cdot Q d x+c_1 \\ \Rightarrow y^{-1} e^x=\int e^x\left(-2 x e^{-x}\right) d x+c_1 \\ \Rightarrow y^{-1} e^x=-x^2+c_{1} \\ \Rightarrow e^x=-y\left(x^2+c\right) \quad[ \because C_{1}=-c] \\ \Rightarrow e^x+y\left(x^2+c\right)=0
Example:15. \frac{d y}{d x}=e^{x-y}\left(e^x-e^y\right)
Solution: \frac{d y}{d x}=e^{x-y}\left(e^x-e^y\right)
दिया हुआ समीकरण निम्न रूप में लिखा जा सकता हैः
e^y \frac{d y}{d x}+e^x e^y=e^{2 x} \cdots(1)
यह बरनौली का समीकरण (Bernoulli’s equation) हैं।अतः माना
e^y=v \Rightarrow e^y\left(\frac{d y}{d x}\right)=\frac{d v}{d x}
इसलिए समीकरण (1) का नया रूप होगाः
\frac{d v}{d x}+v e^x=e^{2 x}
यह v में एक रैखिक समीकरण (linear equation) है,जिसका
I.F.=e^{\int e^x dx}=e^{e^x}
इसलिए दिए हुए समीकरण का हल होगाः
v \text{(I.F.)}=\int \text{(I.F.)} Q d x+c \\ \Rightarrow e^y \cdot e^{e^x} =\int e^{e^x} \cdot e^{2 x}+c \\ =e^x e^{e^x}-e^{e^x}+c \\ \Rightarrow e^y =e^x-1+c e^{-e^x}
Example:16. \frac{d y}{d x}+\frac{y}{x} \log y=\frac{y}{x^2}(\log y)^2
Solution: \frac{d y}{d x}+\frac{y}{x} \log y=\frac{y}{x^2}(\log y)^2
दिया हुआ समीकरण निम्न रूप में लिखा जा सकता हैः
\frac{1}{y(\log y)^2} \frac{d y}{d x}+\frac{(\log y)^{-1}}{x}=\frac{1}{x^2} \cdots(1)
यह बरनौली का समीकरण (Bernoulli’s equation) हैं।अतः माना
(\log y)^{-1}=v \Rightarrow-\frac{1}{y(\log y)^2} \frac{d y}{d x}=\frac{d v}{d x}
इसलिए समीकरण (1) का नया रूप होगाः
-\frac{d v}{d x}+\frac{v}{x}=\frac{1}{x^2} \\ \Rightarrow \frac{d v}{d x}-\frac{v}{x}=-\frac{1}{x^2}
यह v में एक रैखिक समीकरण (linear equation) है,जिसका
I.F.=e^{\int-\frac{1}{x} d x}=e^{-\log x}=\frac{1}{x}
इसलिए दिए हुए समीकरण का हल होगाः
v \cdot (\text {I.F.})=\int (\text {I.F.}) \cdot Q d x+C \\ \Rightarrow \frac{1}{\log y} \cdot \frac{1}{x}=\int \frac{1}{x}\left(-\frac{1}{x^2}\right) d x+C \\ \Rightarrow \frac{1}{x \log y}=\frac{1}{2 x^2}+C
Example:17. \frac{d y}{d x}+x \sin 2 y=x^3 \cos ^2 y
Solution: \frac{d y}{d x}+x \sin 2 y=x^3 \cos ^2 y
दिया हुआ समीकरण निम्न रूप में लिखा जा सकता हैः
\sec ^2 y \frac{d y}{d x}+2 x \tan y=x^3 \cdots(1)
यह बरनौली का समीकरण (Bernoulli’s equation) हैं।अतः माना
\tan y=v \Rightarrow \sec ^2 y \frac{d y}{d x}=\frac{d v}{d x}
इसलिए समीकरण (1) का नया रूप होगाः
\frac{d v}{d x}+2 x v=x^3
यह v में एक रैखिक समीकरण (linear equation) है,जिसका
I.F.=e^{\int 2x d x}=e^{x^2}
इसलिए दिए हुए समीकरण का हल होगाः
V \cdot (\text{I.F.})=\int(\text{I.F.}) \cdot Q d x+c \\ \Rightarrow e^{x^2} \tan y=\int e^{x^2} \cdot x^3 d x+c \\ \Rightarrow e^{x^2 \tan y}=\frac{1}{2}\left(x^2-1\right) e^{x^2}+c \\ \Rightarrow \tan y=\frac{1}{2}\left(x^2-1\right)+c e^{-x^2}
Example:19. \frac{d y}{d x}+\frac{2 y}{3}=\frac{x}{\sqrt{y}}
Solution: \frac{d y}{d x}+\frac{2 y}{3}=\frac{x}{\sqrt{y}}
दिया हुआ समीकरण निम्न रूप में लिखा जा सकता हैः
\sqrt{y} \frac{d y}{d x}+\frac{2}{3} y^{\frac{3}{2}}=x \cdots(1)
यह बरनौली का समीकरण (Bernoulli’s equation) हैं।अतः माना
y^{\frac{3}{2}}=v \Rightarrow \frac{3}{2} y^{\frac{1}{2}} \frac{d y}{d x}=\frac{d v}{d x}
इसलिए समीकरण (1) का नया रूप होगाः
\frac{2}{3} \frac{d v}{d x}+\frac{2}{3} v=x \Rightarrow \frac{d v}{d x}+v=\frac{3}{2} x
यह v में एक रैखिक समीकरण (linear equation) है,जिसका
I.F.=e^{\int 1 \cdot d x}=e^x
इसलिए दिए हुए समीकरण का हल होगाः
v \cdot(\text{I.F.})=\int(\text{I.F.}) \cdot Q d x+c \\ \Rightarrow y^{\frac{3}{2}} \cdot e^x=\int e^x \cdot \frac{3}{2} x d x+c \\ \Rightarrow y^{\frac{3}{2}} e^x=\frac{3}{2} x e^x-\frac{3}{2} e^x+c \\ \Rightarrow y^{\frac{3}{2}} e^x=\frac{3}{2} e^x(x-1)+c
Example:20. \frac{d y}{d x}+\frac{1}{x}=\frac{e^y}{x^2}
Solution: \frac{d y}{d x}+\frac{1}{x}=\frac{e^y}{x^2}
दिया हुआ समीकरण निम्न रूप में लिखा जा सकता हैः
e^{-y}\left(\frac{d y}{d x}\right)+\frac{e^{-y}}{x}=\frac{1}{x^2} \cdots(1)
यह बरनौली का समीकरण (Bernoulli’s equation) हैं।अतः माना
e^y=v \Rightarrow-e^{-y} \frac{d y}{d x}=\frac{d v}{d x}
इसलिए समीकरण (1) का नया रूप होगाः
\Rightarrow-\frac{d v}{d x}+\frac{v}{x}=\frac{1}{x^2} \Rightarrow \frac{d v}{d x}-\frac{v}{x}=-\frac{1}{x^2}
यह v में एक रैखिक समीकरण (linear equation) है,जिसका
I.F.=e^{-\frac{1}{x} d x}=e^{-\cos x}=\frac{1}{x}
इसलिए दिए हुए समीकरण का हल होगाः
v \cdot (\text{I.F.})=\int \text{I.F.} \cdot(Q) d x+C \\ e^{-y} \cdot \frac{1}{x}=\int \frac{1}{x}\left(-\frac{1}{x}\right) d x+c \\ \Rightarrow \frac{e^{-y}}{x}=\frac{1}{2 x^2}+c \\ \Rightarrow 2 x=2c x^2 e^y+e^y
उपर्युक्त उदाहरणों के द्वारा बरनौली के समीकरण का रैखिक रूप में समानयन (Bernoulli Equation Reducible to Linear),बरनौली के अवकल समीकरण का रैखिक रूप में समानयन (Bernoulli’s Differential Equation Reducible to Linear Form) को समझ सकते हैं।
3.बरनौली के समीकरण का रैखिक रूप में समानयन पर आधारित सवाल (Questions Based on Bernoulli Equation Reducible to Linear):
निम्नलिखित अवकल समीकरणों का हल ज्ञात कीजिएः
(Solve the following differential equations):
(1.) y-x\left(\frac{d y}{d x}\right)=a\left[y^2+\left(\frac{d y}{d x}\right)\right]
(2.) \left(x^2+y^2+2 x\right) d x+2 y d y=0
(3.) \frac{d y}{d x}+\frac{y}{x-1}=x y^{\frac{1}{3}}
उत्तर (Answers): (1.) x+a=y(c+a x)
(2.) y^2=c e^{-x}-x^2
(3.) \sqrt{\left(x^2-1\right)}=y\left[c-\frac{1}{3}\left(x^2-1\right)^{\frac{3}{2}}\right]
उपर्युक्त सवालों को हल करने पर बरनौली के समीकरण का रैखिक रूप में समानयन (Bernoulli Equation Reducible to Linear),बरनौली के अवकल समीकरण का रैखिक रूप में समानयन (Bernoulli’s Differential Equation Reducible to Linear Form) को ठीक से समझ सकते हैं।
Also Read This Article:-Linear Differential Equations in DE
4.बरनौली के समीकरण का रैखिक रूप में समानयन (Frequently Asked Questions Related to Bernoulli Equation Reducible to Linear),बरनौली के अवकल समीकरण का रैखिक रूप में समानयन (Bernoulli’s Differential Equation Reducible to Linear Form) से सम्बन्धित अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न:
प्रश्न:1.बरनौली के अवकल समीकरण का रैखिक रूप में समानयन कैसे करते हैं? (How to Do Bernoulli’s Differential Equation Reducible to Linear Form?):
उत्तर:अवकल समीकरण
\frac{d y}{d x}+P(x) y=Q(x) y^n \cdots(1)
को बरनौली अवकल समीकरण (Bernoulli’s differential equation) कहते हैं।यह एक ऐसा समीकरण है जिसको रैखिक समीकरण में,निम्न विधि द्वारा, परिवर्तित किया जा सकता है।
समीकरण (1) को से भाग देने परः
y^{-n}\left(\frac{d y}{d x}\right)+P y^{1-n}=Q \cdots(2)
माना y^{1-n}=v, \quad(n \neq 1)
तब (1-n) y^{-n} \frac{d y}{d x}=\frac{d v}{d x}
तथा समीकरण (2) का नया रूप होगाः
\frac{1}{(1-n)} \cdot \frac{d v}{d x}+P v=Q
या \frac{d v}{d x}+P(1-n) v=Q(1-n)
जो कि v में रैखिक समीकरण है।
यदि n=1,तो हम देखते हैं कि समीकरण में चर पृथक हो जाते हैं और इसको चर पृथक्करण की विधि द्वारा हल किया जा सकता है।
प्रश्न:2.क्या अवकल समीकरण के व्यापक हल के एक से अधिक रूप हो सकते हैं? (Can There be More Than One Form of a General Solution of the Differential Equation?):
उत्तर:व्यापक हल के एक से अधिक रूप हो सकते हैं।ऐसी दशा में एक रूप में आए स्वेच्छ अचर दूसरे रूप में आए स्वेच्छ अचरों से सम्बन्धित होते हैं।उदाहरणार्थः
समीकरण \frac{d^{2}y}{d x^2}+k^2 y=0
का व्यापक हल y= A \cos kx -B \sin kx
अथवा y=C \cos (kx+D)
दोनों में ही दो-दो स्वेच्छ अचर हैं।विस्तार करके तुलना करने पर हम पाते हैं कि
A =c \cos D तथा B=-c \sin D
प्रश्न:3.व्यापक हल में स्वेच्छ अचरों की संख्या कितनी हो सकती हैं? (What Can be the Number of Arbitrary Constants of a General Solution?):
उत्तर:व्यापक हल के स्वेच्छ अचरों की गणना करते समय यह ध्यान रखना चाहिए कि वे सब स्वतन्त्र हों और उनकी संख्या अवकल समीकरण की कोटि के बराबर हो।
उपर्युक्त प्रश्नों के उत्तर द्वारा बरनौली के समीकरण का रैखिक रूप में समानयन (Bernoulli Equation Reducible to Linear),बरनौली के अवकल समीकरण का रैखिक रूप में समानयन (Bernoulli’s Differential Equation Reducible to Linear Form) के बारे में ओर अधिक जानकारी प्राप्त कर सकते हैं।
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बरनौली के समीकरण का रैखिक रूप में समानयन
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बरनौली के समीकरण का रैखिक रूप में समानयन (Bernoulli Equation Reducible to Linear)
करने पर अवकल समीकरण को रैखिक अवकल समीकरण की विधि से हल किया जा सकता है।
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Satyam
About my self I am owner of Mathematics Satyam website.I am satya narain kumawat from manoharpur district-jaipur (Rajasthan) India pin code-303104.My qualification -B.SC. B.ed. I have read about m.sc. books,psychology,philosophy,spiritual, vedic,religious,yoga,health and different many knowledgeable books.I have about 15 years teaching experience upto M.sc. ,M.com.,English and science.
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