Sr Examen

Ecuación diferencial xdx=(y-2)dy

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

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

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

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

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

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = 2 - \sqrt{C_{1} + x^{2}}$$
$$\operatorname{y_{2}} = y{\left(x \right)} = \sqrt{C_{1} + x^{2}} + 2$$
Respuesta [src]
              _________
             /       2 
y(x) = 2 - \/  C1 + x  
$$y{\left(x \right)} = 2 - \sqrt{C_{1} + x^{2}}$$
              _________
             /       2 
y(x) = 2 + \/  C1 + x  
$$y{\left(x \right)} = \sqrt{C_{1} + x^{2}} + 2$$
Gráfico para el problema de Cauchy
Clasificación
factorable
separable
1st exact
linear coefficients
1st power series
lie group
separable Integral
1st exact Integral
linear coefficients Integral
Respuesta numérica [src]
(x, y):
(-10.0, 0.75)
(-7.777777777777778, 1.9999999997793811)
(-5.555555555555555, 6.9444462069405e-310)
(-3.333333333333333, 6.94444628770954e-310)
(-1.1111111111111107, 6.9444453331779e-310)
(1.1111111111111107, 6.9444453331779e-310)
(3.333333333333334, 6.9444453331779e-310)
(5.555555555555557, 6.94444551328655e-310)
(7.777777777777779, 6.94444628770954e-310)
(10.0, 6.94444628770954e-310)
(10.0, 6.94444628770954e-310)