Sr Examen

Ecuación diferencial xdx+2y*secx*dy

El profesor se sorprenderá mucho al ver tu solución correcta😉

v

Para el problema de Cauchy:

y() =
y'() =
y''() =
y'''() =
y''''() =

Gráfico:

interior superior

Solución

Ha introducido [src]
      d                       
x + 2*--(y(x))*sec(x)*y(x) = 0
      dx                      
$$x + 2 y{\left(x \right)} \sec{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = 0$$
x + 2*y*sec(x)*y' = 0
Solución detallada
Tenemos la ecuación:
$$x + 2 y{\left(x \right)} \sec{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = 0$$
Esta ecuación diferencial tiene la forma:
f1(x)*g1(y)*y' = f2(x)*g2(y),

donde
$$\operatorname{f_{1}}{\left(x \right)} = 1$$
$$\operatorname{g_{1}}{\left(y \right)} = 1$$
$$\operatorname{f_{2}}{\left(x \right)} = - \frac{x \cos{\left(x \right)}}{2}$$
$$\operatorname{g_{2}}{\left(y \right)} = \frac{1}{y{\left(x \right)}}$$
Pasemos la ecuación a la forma:
g1(y)/g2(y)*y'= f2(x)/f1(x).

Dividamos ambos miembros de la ecuación en g2(y)
$$\frac{1}{y{\left(x \right)}}$$
obtendremos
$$y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = - \frac{x \cos{\left(x \right)}}{2}$$
Con esto hemos separado las variables x y y.

Ahora multipliquemos las dos partes de la ecuación por dx,
entonces la ecuación será así
$$dx y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = - \frac{dx x \cos{\left(x \right)}}{2}$$
o
$$dy y{\left(x \right)} = - \frac{dx x \cos{\left(x \right)}}{2}$$

Tomemos la integral de las dos partes de la ecuación:
- de la parte izquierda la integral por y,
- de la parte derecha la integral por x.
$$\int y\, dy = \int \left(- \frac{x \cos{\left(x \right)}}{2}\right)\, dx$$
Solución detallada de la integral con y
Solución detallada de la integral con x
Tomemos estas integrales
$$\frac{y^{2}}{2} = Const - \frac{x \sin{\left(x \right)}}{2} - \frac{\cos{\left(x \right)}}{2}$$
Solución detallada de una ecuación simple
Hemos recibido una ecuación ordinaria con la incógnica y.
(Const - es una constante)

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = - \sqrt{C_{1} - x \sin{\left(x \right)} - \cos{\left(x \right)}}$$
$$\operatorname{y_{2}} = y{\left(x \right)} = \sqrt{C_{1} - x \sin{\left(x \right)} - \cos{\left(x \right)}}$$
Respuesta [src]
          ________________________
y(x) = -\/ C1 - cos(x) - x*sin(x) 
$$y{\left(x \right)} = - \sqrt{C_{1} - x \sin{\left(x \right)} - \cos{\left(x \right)}}$$
         ________________________
y(x) = \/ C1 - cos(x) - x*sin(x) 
$$y{\left(x \right)} = \sqrt{C_{1} - x \sin{\left(x \right)} - \cos{\left(x \right)}}$$
Gráfico para el problema de Cauchy
Clasificación
factorable
separable
1st exact
1st power series
lie group
separable Integral
1st exact Integral
Respuesta numérica [src]
(x, y):
(-10.0, 0.75)
(-7.777777777777778, -1.4871000741416874e-09)
(-5.555555555555555, 2.17e-322)
(-3.333333333333333, nan)
(-1.1111111111111107, 2.78363573e-315)
(1.1111111111111107, 6.971028255580836e+173)
(3.333333333333334, 3.1933833808213398e-248)
(5.555555555555557, 7.24362486523839e-42)
(7.777777777777779, 8.388243567337816e+296)
(10.0, 3.861029683e-315)
(10.0, 3.861029683e-315)