Sr Examen

Ecuación diferencial (x)(dy/dx)(2y-1)=y(1-x)

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*(-1 + 2*y(x))*--(y(x)) = (1 - x)*y(x)
                dx                     
$$x \left(2 y{\left(x \right)} - 1\right) \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = \left(1 - x\right) y{\left(x \right)}$$
x*(2*y - 1)*y' = (1 - x)*y
Solución detallada
Tenemos la ecuación:
$$x \left(2 y{\left(x \right)} - 1\right) \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = \left(1 - x\right) y{\left(x \right)}$$
Esta ecuación diferencial tiene la forma:
f1(x)*g1(y)*y' = f2(x)*g2(y),

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

Dividamos ambos miembros de la ecuación en f1(x)
$$x$$
obtendremos
$$\left(2 y{\left(x \right)} - 1\right) \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = - y{\left(x \right)} + \frac{y{\left(x \right)}}{x}$$
Dividamos ambos miembros de la ecuación en g2(y)
$$y{\left(x \right)}$$
obtendremos
$$\frac{\left(2 y{\left(x \right)} - 1\right) \frac{d}{d x} y{\left(x \right)}}{y{\left(x \right)}} = \frac{1 - x}{x}$$
Con esto hemos separado las variables x y y.

Ahora multipliquemos las dos partes de la ecuación por dx,
entonces la ecuación será así
$$\frac{dx \left(2 y{\left(x \right)} - 1\right) \frac{d}{d x} y{\left(x \right)}}{y{\left(x \right)}} = \frac{dx \left(1 - x\right)}{x}$$
o
$$\frac{dy \left(2 y{\left(x \right)} - 1\right)}{y{\left(x \right)}} = \frac{dx \left(1 - x\right)}{x}$$

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.
$$\int \frac{2 y - 1}{y}\, dy = \int \frac{1 - x}{x}\, dx$$
Solución detallada de la integral con y
Solución detallada de la integral con x
Tomemos estas integrales
$$2 y - \log{\left(y \right)} = Const - x + \log{\left(x \right)}$$
Solución detallada de una ecuación simple
Hemos recibido una ecuación ordinaria con la incógnica y.
(Const - es una constante)

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = - \frac{W\left(\frac{C_{1} e^{x}}{x}\right)}{2}$$
Respuesta [src]
         /    x\ 
         |C1*e | 
       -W|-----| 
         \  x  / 
y(x) = ----------
           2     
$$y{\left(x \right)} = - \frac{W\left(\frac{C_{1} e^{x}}{x}\right)}{2}$$
Gráfico para el problema de Cauchy
Clasificación
separable
lie group
separable Integral
Respuesta numérica [src]
(x, y):
(-10.0, 0.75)
(-7.777777777777778, 0.5000000047321446)
(-5.555555555555555, 2.17e-322)
(-3.333333333333333, nan)
(-1.1111111111111107, 2.78363573e-315)
(1.1111111111111107, 8.427456047434801e+197)
(3.333333333333334, 3.1933833808213433e-248)
(5.555555555555557, 1.5636038433718505e+185)
(7.777777777777779, 8.388243571810695e+296)
(10.0, 3.861029683e-315)
(10.0, 3.861029683e-315)