Sr Examen

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

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

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

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

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

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