Sr Examen

Ecuación diferencial dx/(2*x)=dy/y^2

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

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

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

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

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

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = - \frac{2}{C_{1} + \log{\left(x \right)}}$$
Respuesta [src]
           -2     
y(x) = -----------
       C1 + log(x)
$$y{\left(x \right)} = - \frac{2}{C_{1} + \log{\left(x \right)}}$$
Gráfico para el problema de Cauchy
Clasificación
factorable
separable
1st exact
Bernoulli
separable reduced
lie group
separable Integral
1st exact Integral
Bernoulli Integral
separable reduced Integral
Respuesta numérica [src]
(x, y):
(-10.0, 0.75)
(-7.777777777777778, 0.685405374674413)
(-5.555555555555555, 0.6145424755833406)
(-3.333333333333333, 0.5311690095504878)
(-1.1111111111111107, 0.4111931434220665)
(1.1111111111111107, 0.026118199203223953)
(3.333333333333334, 3.1933833808213433e-248)
(5.555555555555557, 3.4667248631491264e+179)
(7.777777777777779, 8.388243567719975e+296)
(10.0, 3.861029683e-315)
(10.0, 3.861029683e-315)