Добрый день! Постараюсь максимально подробно объяснить решение данного уравнения для вас.
У вас дано дифференциальное уравнение второго порядка:
(d^2s)/(dt^2) = 6t
Первый шаг, который нужно сделать, это найти общее решение этого уравнения. Для этого мы должны дважды проинтегрировать уравнение.
Для начала, возьмем первый интеграл от исходного уравнения. Выглядеть это будет следующим образом:
(ds)/(dt) = ∫6t dt
Чтобы проинтегрировать это выражение, мы используем правило интегрирования по частям, которое выглядит так:
∫u dv = uv - ∫v du
В этом случае, мы можем выбрать u = t и dv = 6 dt. Тогда, du = dt и v = 6t. Подставим значения в правило интегрирования по частям:
(ds)/(dt) = t * 6t - ∫6t dt
(ds)/(dt) = 6t^2 - ∫6t dt
(ds)/(dt) = 6t^2 - 3t^2 + C1
(ds)/(dt) = 3t^2 + C1
Теперь, чтобы найти s, проинтегрируем выражение (ds)/(dt):
∫(ds)/(dt) dt = ∫(3t^2 + C1) dt
Интегрируя, получаем:
s = t^3 + C1t + C2
Таким образом, мы нашли общее решение уравнения второго порядка. Осталось найти частные решения, удовлетворяющие начальным условиям s = 0 при t = 0 и ds/dt = 9.
Первое начальное условие говорит нам, что при t = 0, значение s равно 0. Подставим это в общее решение:
s = 0^3 + C1 * 0 + C2
s = 0 + 0 + C2
s = C2
Таким образом, мы получили, что C2 = 0. Теперь у нас есть:
s = t^3 + C1t
Аналогично продолжим со вторым начальным условием, которое гласит, что при t = 0, значение ds/dt равно 9. Чтобы найти это, возьмем производную от общего решения:
(ds)/(dt) = 3t^2 + C1
Подставим t = 0:
(9) = 3(0)^2 + C1
9 = 0 + C1
C1 = 9
Теперь получим окончательное частное решение, подставив значения C1 и C2 в общее решение:
s = t^3 + 9t
Таким образом, мы нашли частные решения уравнения второго порядка d^2s/dt^2 = 6t, которые удовлетворяют начальным условиям s = 0 при t = 0 и ds/dt = 9.
