Dividamos las dos partes de la ecuación al factor de la derivada de y':
$$x^{2}$$
Recibimos la ecuación:
$$\frac{x^{2} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} - y{\left(x \right)}}{x^{2}} = 0$$
Esta ecuación diferencial tiene la forma:
y' + P(x)y = 0,
donde
$$P{\left(x \right)} = - \frac{1}{x^{2}}$$
y
y se llama
lineal homogéneaecuación diferencial de 1 orden:Es una ecuación con variables separables.
Esta ecuación se resuelve con los pasos siguientes:
De y' + P(x)y = 0 obtenemos
$$\frac{dy}{y} = - P{\left(x \right)} dx$$, con y no igual a 0
$$\int \frac{1}{y}\, dy = - \int P{\left(x \right)}\, dx$$
$$\log{\left(\left|{y}\right| \right)} = - \int P{\left(x \right)}\, dx$$
O,
$$\left|{y}\right| = e^{- \int P{\left(x \right)}\, dx}$$
Por eso,
$$y_{1} = e^{- \int P{\left(x \right)}\, dx}$$
$$y_{2} = - e^{- \int P{\left(x \right)}\, dx}$$
De la expresión se ve que hay que encontrar la integral:
$$\int P{\left(x \right)}\, dx$$
Como
$$P{\left(x \right)} = - \frac{1}{x^{2}}$$, entonces
$$\int P{\left(x \right)}\, dx$$ =
= $$\int \left(- \frac{1}{x^{2}}\right)\, dx = Const + \frac{1}{x}$$
Solución detallada de la integralEs decir, la solución de la ecuación lineal homogénea es:
$$y_{1} = e^{C_{1} - \frac{1}{x}}$$
$$y_{2} = - e^{C_{2} - \frac{1}{x}}$$
lo que corresponde a la solución
con cualquier constante C no igual a cero:
$$y = C e^{- \frac{1}{x}}$$