Ecuaciones diferenciales de variables separables paso a paso
Ha introducido
$$\left(1 - x\right) \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = 2 x y{\left(x \right)}$$Solución detallada
Dividamos las dos partes de la ecuación al factor de la derivada de y':$$1 - x$$
Recibimos la ecuación:
$$\frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = \frac{2 x y{\left(x \right)}}{1 - x}$$
Esta ecuación diferencial tiene la forma:
y' + P(x)y = 0,
donde
$$P{\left(x \right)} = - \frac{2 x}{1 - x}$$
y
y se llama lineal homogénea
ecuación diferencial de 1 orden:
Es una ecuación con variables separables.
Esta ecuación se resuelve con los pasos siguientes:
De y' + P(x)y = 0 obtenemos
$$\frac{dy}{y} = - P{\left(x \right)} dx$$, con y no igual a 0
$$\int \frac{1}{y}\, dy = - \int P{\left(x \right)}\, dx$$
$$\log{\left(\left|{y}\right| \right)} = - \int P{\left(x \right)}\, dx$$
O,
$$\left|{y}\right| = e^{- \int P{\left(x \right)}\, dx}$$
Por eso,
$$y_{1} = e^{- \int P{\left(x \right)}\, dx}$$
$$y_{2} = - e^{- \int P{\left(x \right)}\, dx}$$
De la expresión se ve que hay que encontrar la integral:
$$\int P{\left(x \right)}\, dx$$
Como
$$P{\left(x \right)} = - \frac{2 x}{1 - x}$$, entonces
$$\int P{\left(x \right)}\, dx$$ =
= $$\int \left(- \frac{2 x}{1 - x}\right)\, dx = \left(2 x + 2 \log{\left(x - 1 \right)}\right) + Const$$
Es decir, la solución de la ecuación lineal homogénea es:
$$y_{1} = \frac{e^{C_{1} - 2 x}}{\left(x - 1\right)^{2}}$$
$$y_{2} = - \frac{e^{C_{2} - 2 x}}{\left(x - 1\right)^{2}}$$
lo que corresponde a la solución
con cualquier constante C no igual a cero:
$$y = \frac{C e^{- 2 x}}{\left(x - 1\right)^{2}}$$