Sr Examen

Ecuación diferencial e^(-y)*(1+y')=1

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

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

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

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

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

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