Ecuación diferencial cos(3y)×y'=4x^2-1

Tenemos la ecuación:
$$\cos{\left(3 y{\left(x \right)} \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = 4 x^{2} - 1$$
Esta ecuación diferencial tiene la forma:

f1(x)*g1(y)*y' = f2(x)*g2(y),

donde
$$\operatorname{f_{1}}{\left(x \right)} = 1$$
$$\operatorname{g_{1}}{\left(y \right)} = 1$$
$$\operatorname{f_{2}}{\left(x \right)} = 1 - 4 x^{2}$$
$$\operatorname{g_{2}}{\left(y \right)} = - \frac{1}{\cos{\left(3 y{\left(x \right)} \right)}}$$
Pasemos la ecuación a la forma:

g1(y)/g2(y)*y'= f2(x)/f1(x).

Dividamos ambos miembros de la ecuación en g2(y)
$$- \frac{1}{\cos{\left(3 y{\left(x \right)} \right)}}$$
obtendremos
$$- \cos{\left(3 y{\left(x \right)} \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = 1 - 4 x^{2}$$
Con esto hemos separado las variables x y y.

Ahora multipliquemos las dos partes de la ecuación por dx,
entonces la ecuación será así
$$- dx \cos{\left(3 y{\left(x \right)} \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = dx \left(1 - 4 x^{2}\right)$$
o
$$- dy \cos{\left(3 y{\left(x \right)} \right)} = dx \left(1 - 4 x^{2}\right)$$

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

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = - \frac{\operatorname{asin}{\left(C_{1} + 4 x^{3} - 3 x \right)}}{3} + \frac{\pi}{3}$$
$$\operatorname{y_{2}} = y{\left(x \right)} = \frac{\operatorname{asin}{\left(C_{1} + 4 x^{3} - 3 x \right)}}{3}$$