Sr Examen

Ecuación diferencial dy/dx=2xy²

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

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

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

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

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

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = - \frac{1}{C_{1} + x^{2}}$$
Respuesta [src]
         -1   
y(x) = -------
             2
       C1 + x 
$$y{\left(x \right)} = - \frac{1}{C_{1} + x^{2}}$$
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, 0.02448607996749934)
(-5.555555555555555, 0.014190596290912849)
(-3.333333333333333, 0.011083728355885746)
(-1.1111111111111107, 0.009990116918257309)
(1.1111111111111107, 0.009990112859867513)
(3.333333333333334, 0.01108373660556542)
(5.555555555555557, 0.014190662146964583)
(7.777777777777779, 0.024486365135367512)
(10.0, 0.7503218655507097)
(10.0, 0.7503218655507097)