Sr Examen

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

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

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

Ahora multipliquemos las dos partes de la ecuación por dx,
entonces la ecuación será así
$$\frac{dx \frac{d}{d x} y{\left(x \right)}}{\sqrt{1 - y^{2}{\left(x \right)}}} = dx x$$
o
$$\frac{dy}{\sqrt{1 - y^{2}{\left(x \right)}}} = dx x$$

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

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = \sin{\left(C_{1} + \frac{x^{2}}{2} \right)}$$
Respuesta [src]
          /      2\
          |     x |
y(x) = sin|C1 + --|
          \     2 /
$$y{\left(x \right)} = \sin{\left(C_{1} + \frac{x^{2}}{2} \right)}$$
Clasificación
separable
1st exact
1st power series
lie group
separable Integral
1st exact Integral