Sr Examen

Otras calculadoras

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

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

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

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

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

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = \frac{y^{2}{\left(x \right)}}{2} + \frac{\sin{\left(2 y{\left(x \right)} \right)}}{2} - \frac{\cos{\left(2 x \right)}}{2} = C_{1}$$
Respuesta [src]
 2                                 
y (x)   sin(2*y(x))   cos(2*x)     
----- + ----------- - -------- = C1
  2          2           2         
$$\frac{y^{2}{\left(x \right)}}{2} + \frac{\sin{\left(2 y{\left(x \right)} \right)}}{2} - \frac{\cos{\left(2 x \right)}}{2} = C_{1}$$
Gráfico para el problema de Cauchy
Clasificación
separable
1st exact
1st power series
lie group
separable Integral
1st exact Integral
Respuesta numérica [src]
(x, y):
(-10.0, 0.75)
(-7.777777777777778, 0.0789625300171969)
(-5.555555555555555, 0.5871643441647943)
(-3.333333333333333, 1.1615139008173776)
(-1.1111111111111107, 0.2516256125717641)
(1.1111111111111107, 0.25162555309567003)
(3.333333333333334, 1.1615137046858124)
(5.555555555555557, 0.5871641800074502)
(7.777777777777779, 0.07896240752931714)
(10.0, 0.7499996512549195)
(10.0, 0.7499996512549195)