Sr Examen

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Ecuación diferencial e^(-y)-y'*x^11=0

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]
   11 d           -y(x)    
- x  *--(y(x)) + e      = 0
      dx                   
$$- x^{11} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} + e^{- y{\left(x \right)}} = 0$$
-x^11*y' + exp(-y) = 0
Solución detallada
Tenemos la ecuación:
$$- x^{11} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} + e^{- y{\left(x \right)}} = 0$$
Esta ecuación diferencial tiene la forma:
f1(x)*g1(y)*y' = f2(x)*g2(y),

donde
$$\operatorname{f_{1}}{\left(x \right)} = 1$$
$$\operatorname{g_{1}}{\left(y \right)} = 1$$
$$\operatorname{f_{2}}{\left(x \right)} = \frac{1}{x^{11}}$$
$$\operatorname{g_{2}}{\left(y \right)} = e^{- y{\left(x \right)}}$$
Pasemos la ecuación a la forma:
g1(y)/g2(y)*y'= f2(x)/f1(x).

Dividamos ambos miembros de la ecuación en g2(y)
$$e^{- y{\left(x \right)}}$$
obtendremos
$$e^{y{\left(x \right)}} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = \frac{1}{x^{11}}$$
Con esto hemos separado las variables x y y.

Ahora multipliquemos las dos partes de la ecuación por dx,
entonces la ecuación será así
$$dx e^{y{\left(x \right)}} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = \frac{dx}{x^{11}}$$
o
$$dy e^{y{\left(x \right)}} = \frac{dx}{x^{11}}$$

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.
$$\int e^{y}\, dy = \int \frac{1}{x^{11}}\, dx$$
Solución detallada de la integral con y
Solución detallada de la integral con x
Tomemos estas integrales
$$e^{y} = Const - \frac{1}{10 x^{10}}$$
Solución detallada de una ecuación simple
Hemos recibido una ecuación ordinaria con la incógnica y.
(Const - es una constante)

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = \log{\left(C_{1} - \frac{1}{10 x^{10}} \right)}$$
Respuesta [src]
          /       1   \
y(x) = log|C1 - ------|
          |         10|
          \     10*x  /
$$y{\left(x \right)} = \log{\left(C_{1} - \frac{1}{10 x^{10}} \right)}$$
Gráfico para el problema de Cauchy
Clasificación
factorable
separable
lie group
separable Integral
Respuesta numérica [src]
(x, y):
(-10.0, 0.75)
(-7.777777777777778, 0.7499999997846506)
(-5.555555555555555, 0.7499999969496529)
(-3.333333333333333, 0.749999636962955)
(-1.1111111111111107, 0.7333914409334826)
(1.1111111111111107, -29.137735665662365)
(3.333333333333334, 3.1933833808213433e-248)
(5.555555555555557, 7.24362486523839e-42)
(7.777777777777779, 8.388243567354919e+296)
(10.0, 3.861029683e-315)
(10.0, 3.861029683e-315)