Sr Examen

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

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

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

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

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

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = - \frac{\sqrt{C_{1} + 9 x - \frac{6 x^{3}}{dx}}}{3}$$
$$\operatorname{y_{2}} = y{\left(x \right)} = \frac{\sqrt{C_{1} + 9 x - \frac{6 x^{3}}{dx}}}{3}$$
Respuesta [src]
             _________________ 
            /               3  
           /             6*x   
       -  /   C1 + 9*x - ----  
        \/                dx   
y(x) = ------------------------
                  3            
$$y{\left(x \right)} = - \frac{\sqrt{C_{1} + 9 x - \frac{6 x^{3}}{dx}}}{3}$$
            _________________
           /               3 
          /             6*x  
         /   C1 + 9*x - ---- 
       \/                dx  
y(x) = ----------------------
                 3           
$$y{\left(x \right)} = \frac{\sqrt{C_{1} + 9 x - \frac{6 x^{3}}{dx}}}{3}$$
Clasificación
factorable
separable
1st exact
Bernoulli
1st power series
lie group
separable Integral
1st exact Integral
Bernoulli Integral