The given differential equation is of the form $M\,dx + N\,dy = 0$ with:
$M = \cos(x+y)$,
$N = 3y^2 + 2y + \cos(x+y)$.
Check for exactness:
$\frac{\partial M}{\partial y} = -\sin(x+y)$,
$\frac{\partial N}{\partial x} = -\sin(x+y)$.
Since $\frac{\partial M}{\partial y} = \frac{\partial N}{\partial x}$, the equation is exact.
The solution is obtained by:
$\int M\,dx$ (treating $y$ as constant) $+ \int (\text{terms in } N \text{ free from } x)\,dy = C$.
$\int \cos(x+y)\,dx = \sin(x+y)$.
Terms of $N$ free from $x$: $3y^2 + 2y$, so $\int (3y^2 + 2y)\,dy = y^3 + y^2$.
Combining gives:
$\sin(x+y) + y^3 + y^2 = C$.
Detailed analysis of options:
- $\sin(x+y) + y^3 + y^2 = C$ is correct.
- Has $x-y$ instead of $x+y$.
- Replaces $y^3 + y^2$ with $x^3 + x^2$.
- Has $x-y$ and $x$ terms.
दिया गया अवकल समीकरण $M\,dx + N\,dy = 0$ के रूप में है, जहाँ:
$M = \cos(x+y)$,
$N = 3y^2 + 2y + \cos(x+y)$.
यथार्थता (exactness) की जाँच:
$\frac{\partial M}{\partial y} = -\sin(x+y)$,
$\frac{\partial N}{\partial x} = -\sin(x+y)$.
चूँकि $\frac{\partial M}{\partial y} = \frac{\partial N}{\partial x}$ है, अतः यह एक यथार्थ अवकल समीकरण (exact differential equation) है।
व्यापक हल:
$\int M\,dx$ ($y$ को अचर मानकर) $+ \int (N \text{ के वे पद जिनमें } x \text{ न हो})\,dy = C$.
$\int \cos(x+y)\,dx = \sin(x+y)$.
$N$ के $x$-रहित पद $3y^2 + 2y$ हैं, जिनका समाकल $y^3 + y^2$ है।
अतः अभीष्ट हल: $\sin(x+y) + y^3 + y^2 = C$.
विकल्पों का विस्तृत विश्लेषण:
- $\sin(x+y) + y^3 + y^2 = C$ सही उत्तर है।
- इसमें $x-y$ है।
- इसमें $y$ के स्थान पर $x$ लिखा है।
- गलत है।