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अवकल समीकरण d2y/dx2 - 6 dy/dx + 25y = 0 का हल है -

Mathematics

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(2) e3x(C1cos⁡4x+C2sin⁡4x)\text{(2) } e^{3x}(C_1 \cos 4x + C_2 \sin 4x)

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6 steps
  1. दिए गए अवकल समीकरण को पहचानें।

    दिया गया अवकल समीकरण है:

    d2ydx2−6dydx+25y=0\frac{d^2y}{dx^2} - 6\frac{dy}{dx} + 25y = 0

    यह एक द्वितीय-क्रम रैखिक समघातीय अवकल समीकरण है जिसमें स्थिर गुणांक हैं।

  2. अभिलाक्षणिक समीकरण (characteristic equation) लिखें।

    अवकल समीकरण के लिए अभिलाक्षणिक समीकरण m2−6m+25=0m^2 - 6m + 25 = 0 है।

  3. अभिलाक्षणिक समीकरण को हल करें।

    यह एक द्विघात समीकरण है। हम द्विघात सूत्र m=−b±b2−4ac2am = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a} का उपयोग करके mm के मान ज्ञात कर सकते हैं, जहाँ a=1a=1, b=−6b=-6, और c=25c=25 है।

    m=−(−6)±(−6)2−4(1)(25)2(1)m = \frac{-(-6) \pm \sqrt{(-6)^2 - 4(1)(25)}}{2(1)} m=6±36−1002m = \frac{6 \pm \sqrt{36 - 100}}{2} m=6±−642m = \frac{6 \pm \sqrt{-64}}{2} m=6±8i2m = \frac{6 \pm 8i}{2} m=3±4im = 3 \pm 4i

    जड़ें सम्मिश्र संयुग्मी हैं, α±iβ\alpha \pm i\beta के रूप में, जहाँ α=3\alpha = 3 और β=4\beta = 4 है।

  4. सामान्य हल का सूत्र लागू करें।

    जब अभिलाक्षणिक समीकरण की जड़ें सम्मिश्र संयुग्मी α±iβ\alpha \pm i\beta होती हैं, तो अवकल समीकरण का सामान्य हल इस प्रकार दिया जाता है:

    y(x)=eαx(C1cos⁡(βx)+C2sin⁡(βx))y(x) = e^{\alpha x}(C_1 \cos(\beta x) + C_2 \sin(\beta x))
  5. α\alpha और β\beta के मानों को सामान्य हल में प्रतिस्थापित करें।

    α=3\alpha = 3 और β=4\beta = 4 को सूत्र में रखने पर:

    y(x)=e3x(C1cos⁡(4x)+C2sin⁡(4x))y(x) = e^{3x}(C_1 \cos(4x) + C_2 \sin(4x))
  6. प्राप्त हल की तुलना दिए गए विकल्पों से करें।

    यह हल विकल्प (2) से मेल खाता है।

    The final answer is (2) e3x(C1cos⁡4x+C2sin⁡4x)\text{(2) } e^{3x}(C_1 \cos 4x + C_2 \sin 4x).

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