1. Il problema di Cauchy dato è:
$$y' - 2y = xe^{x^2+2x}, \quad y(0) = \frac{3}{2}.$$
2. Questa è un'equazione differenziale lineare del primo ordine della forma:
$$y' + p(x)y = q(x),$$
dove qui $p(x) = -2$ e $q(x) = xe^{x^2+2x}.$
3. Per risolverla, usiamo il fattore integrante:
$$\mu(x) = e^{\int p(x) dx} = e^{\int -2 dx} = e^{-2x}.$$
4. Moltiplichiamo entrambi i membri dell'equazione per $\mu(x)$:
$$e^{-2x}y' - 2e^{-2x}y = xe^{x^2+2x}e^{-2x}.$$
5. Osserviamo che il lato sinistro è la derivata del prodotto $e^{-2x}y$:
$$\frac{d}{dx}(e^{-2x}y) = xe^{x^2}.$$
6. Integrare entrambi i membri rispetto a $x$:
$$e^{-2x}y = \int xe^{x^2} dx + C.$$
7. Per integrare $\int xe^{x^2} dx$, usiamo la sostituzione $u = x^2$, quindi $du = 2x dx$ o $x dx = \frac{du}{2}$:
$$\int xe^{x^2} dx = \int e^u \frac{du}{2} = \frac{1}{2} \int e^u du = \frac{1}{2} e^u + C = \frac{1}{2} e^{x^2} + C.$$
8. Quindi:
$$e^{-2x}y = \frac{1}{2} e^{x^2} + C.$$
9. Moltiplichiamo entrambi i membri per $e^{2x}$ per isolare $y$:
$$y = e^{2x} \left( \frac{1}{2} e^{x^2} + C \right) = \frac{1}{2} e^{x^2 + 2x} + Ce^{2x}.$$
10. Applichiamo la condizione iniziale $y(0) = \frac{3}{2}$:
$$\frac{3}{2} = \frac{1}{2} e^{0 + 0} + C e^{0} = \frac{1}{2} + C,$$
quindi
$$C = \frac{3}{2} - \frac{1}{2} = 1.$$
11. La soluzione finale è:
$$\boxed{y = \frac{1}{2} e^{x^2 + 2x} + e^{2x}}.$$
Cauchy Problem E251Fb
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