Sr Examen

Ecuación diferencial dy=((4x^5)×(y^3))×dx

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             5  3   
--(y(x)) = 4*x *y (x)
dx                   
$$\frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = 4 x^{5} y^{3}{\left(x \right)}$$
y' = 4*x^5*y^3
Solución detallada
Tenemos la ecuación:
$$\frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = 4 x^{5} y^{3}{\left(x \right)}$$
Esta ecuación diferencial tiene la forma:
f1(x)*g1(y)*y' = f2(x)*g2(y),

donde
$$\operatorname{f_{1}}{\left(x \right)} = 1$$
$$\operatorname{g_{1}}{\left(y \right)} = 1$$
$$\operatorname{f_{2}}{\left(x \right)} = - x^{5}$$
$$\operatorname{g_{2}}{\left(y \right)} = - 4 y^{3}{\left(x \right)}$$
Pasemos la ecuación a la forma:
g1(y)/g2(y)*y'= f2(x)/f1(x).

Dividamos ambos miembros de la ecuación en g2(y)
$$- 4 y^{3}{\left(x \right)}$$
obtendremos
$$- \frac{\frac{d}{d x} y{\left(x \right)}}{4 y^{3}{\left(x \right)}} = - x^{5}$$
Con esto hemos separado las variables x y y.

Ahora multipliquemos las dos partes de la ecuación por dx,
entonces la ecuación será así
$$- \frac{dx \frac{d}{d x} y{\left(x \right)}}{4 y^{3}{\left(x \right)}} = - dx x^{5}$$
o
$$- \frac{dy}{4 y^{3}{\left(x \right)}} = - dx x^{5}$$

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.
$$\int \left(- \frac{1}{4 y^{3}}\right)\, dy = \int \left(- x^{5}\right)\, dx$$
Solución detallada de la integral con y
Solución detallada de la integral con x
Tomemos estas integrales
$$\frac{1}{8 y^{2}} = Const - \frac{x^{6}}{6}$$
Solución detallada de una ecuación simple
Hemos recibido una ecuación ordinaria con la incógnica y.
(Const - es una constante)

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = - \frac{\sqrt{6} \sqrt{- \frac{1}{C_{1} + 2 x^{6}}}}{2}$$
$$\operatorname{y_{2}} = y{\left(x \right)} = \frac{\sqrt{6} \sqrt{- \frac{1}{C_{1} + 2 x^{6}}}}{2}$$
Respuesta [src]
                   ___________ 
          ___     /    -1      
       -\/ 6 *   /  ---------  
                /           6  
              \/    C1 + 2*x   
y(x) = ------------------------
                  2            
$$y{\left(x \right)} = - \frac{\sqrt{6} \sqrt{- \frac{1}{C_{1} + 2 x^{6}}}}{2}$$
                  ___________
         ___     /    -1     
       \/ 6 *   /  --------- 
               /           6 
             \/    C1 + 2*x  
y(x) = ----------------------
                 2           
$$y{\left(x \right)} = \frac{\sqrt{6} \sqrt{- \frac{1}{C_{1} + 2 x^{6}}}}{2}$$
Gráfico para el problema de Cauchy
Clasificación
separable
1st exact
Bernoulli
separable reduced
1st power series
lie group
separable Integral
1st exact Integral
Bernoulli Integral
separable reduced Integral
Respuesta numérica [src]
(x, y):
(-10.0, 0.75)
(-7.777777777777778, 0.0009814387450584432)
(-5.555555555555555, 0.0008790342765917529)
(-3.333333333333333, 0.0008666068662660272)
(-1.1111111111111107, 0.000866011778846974)
(1.1111111111111107, 0.00086601107436749)
(3.333333333333334, 0.0008666049409476618)
(5.555555555555557, 0.0008790681672267626)
(7.777777777777779, 0.0009815037640052934)
(10.0, 656.2547262565142)
(10.0, 656.2547262565142)