Question
upstudy study bank question image url

№ 6.43. Найти \( y^{(n)} \), если \( y=\ln x \). №6.44. Показать, что функция \( y=x \cdot e^{3 x} \) является решением уравне- ния \( y^{\prime \prime}-6 y^{\prime}+9 y=0 \).

Ask by Harris Gardner. in Russia
Jan 19,2025

Real Tutor Solution

Tutor-Verified Answer

Answer

**№ 6.43. Найти \( y^{(n)} \), если \( y = \ln x \).** \( y^{(n)} = \frac{(-1)^{n-1} \cdot (n-1)!}{x^n} \) --- **№6.44. Показать, что функция \( y = x \cdot e^{3x} \) является решением уравнения \( y'' - 6y' + 9y = 0 \).** Подставив \( y \), \( y' \), и \( y'' \) в уравнение, получаем 0, что подтверждает решение.

Solution

**№ 6.43. Найти \( y^{(n)} \), если \( y = \ln x \).** Для нахождения \( n \)-ой производной функции \( y = \ln x \) рассмотрим последовательные производные: 1. Первая производная: \[ y' = \frac{1}{x} \] 2. Вторая производная: \[ y'' = -\frac{1}{x^2} \] 3. Третья производная: \[ y''' = \frac{2}{x^3} \] Наблюдая закономерность, можно записать общую формулу для \( n \)-ой производной: \[ y^{(n)} = (-1)^{n-1} \cdot \frac{(n-1)!}{x^n} \] Таким образом, \[ y^{(n)} = \frac{(-1)^{n-1} \cdot (n-1)!}{x^{\,n}} \] --- **№6.44. Показать, что функция \( y = x \cdot e^{3x} \) является решением уравнения \( y'' - 6y' + 9y = 0 \).** Рассмотрим функцию \( y = x \cdot e^{3x} \) и найдем её первые и вторые производные: 1. Первая производная: \[ y' = e^{3x} + 3x \cdot e^{3x} \] 2. Вторая производная: \[ y'' = 3e^{3x} + 3e^{3x} + 9x \cdot e^{3x} = 6e^{3x} + 9x \cdot e^{3x} \] Теперь подставим \( y \), \( y' \) и \( y'' \) в уравнение: \[ y'' - 6y' + 9y = (6e^{3x} + 9x e^{3x}) - 6(e^{3x} + 3x e^{3x}) + 9(x e^{3x}) \] Раскрываем скобки: \[ = 6e^{3x} + 9x e^{3x} - 6e^{3x} - 18x e^{3x} + 9x e^{3x} \] Сокращаем и упрощаем: \[ = (6e^{3x} - 6e^{3x}) + (9x e^{3x} - 18x e^{3x} + 9x e^{3x}) = 0 + 0 = 0 \] Таким образом, равенство \( y'' - 6y' + 9y = 0 \) выполняется, что подтверждает, что функция \( y = x \cdot e^{3x} \) является решением данного дифференциального уравнения.

Reviewed and approved by the UpStudy tutoring team

error msg
Explain
Simplify this solution

Beyond the Answer

Чтобы найти \( y^{(n)} \) для функции \( y=\ln x \), нужно помнить, что производные логарифмической функции обладают интересными свойствами. Первая производная \( y' = \frac{1}{x} \). Для нахождения высших производных, можно воспользоваться формулой производной произведения или применить правило Лейбница. При этом каждая следующая производная будет включать фактор \( -1 \) и понижающий степень \( x \) в знаменателе. Последовательные производные можно выразить через факториалы и степени \( x \). Теперь, чтобы показать, что функция \( y=x \cdot e^{3x} \) является решением уравнения \( y^{\prime \prime}-6y^{\prime}+9y=0 \), нужно найти первую и вторую производные. Первая производная \( y' \) будет равна \( e^{3x}(3x+1) \), а вторая производная \( y'' \) — выражается через производные \( e^{3x} \) и \( x \). Подставив \( y \), \( y' \) и \( y'' \) обратно в уравнение, можно убедиться, что оно выполняется, и следовательно, данная функция является решением уравнения.

Try Premium now!
Try Premium and ask Thoth AI unlimited math questions now!
Maybe later Go Premium
Study can be a real struggle
Why not UpStudy it?
Select your plan below
Premium

You can enjoy

Start now
  • Step-by-step explanations
  • 24/7 expert live tutors
  • Unlimited number of questions
  • No interruptions
  • Full access to Answer and Solution
  • Full Access to PDF Chat, UpStudy Chat, Browsing Chat
Basic

Totally free but limited

  • Limited Solution
Welcome to UpStudy!
Please sign in to continue the Thoth AI Chat journey
Continue with Email
Or continue with
By clicking “Sign in”, you agree to our Terms of Use & Privacy Policy