Sr Examen

Ecuación diferencial dy/dx=9+6y+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)) = 9 + y (x) + 6*y(x)
dx                           
$$\frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = y^{2}{\left(x \right)} + 6 y{\left(x \right)} + 9$$
y' = y^2 + 6*y + 9
Solución detallada
Tenemos la ecuación:
$$\frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = y^{2}{\left(x \right)} + 6 y{\left(x \right)} + 9$$
Esta ecuación diferencial tiene la forma:
f1(x)*g1(y)*y' = f2(x)*g2(y),

donde
$$\operatorname{f_{1}}{\left(x \right)} = 1$$
$$\operatorname{g_{1}}{\left(y \right)} = 1$$
$$\operatorname{f_{2}}{\left(x \right)} = -1$$
$$\operatorname{g_{2}}{\left(y \right)} = - y^{2}{\left(x \right)} - 6 y{\left(x \right)} - 9$$
Pasemos la ecuación a la forma:
g1(y)/g2(y)*y'= f2(x)/f1(x).

Dividamos ambos miembros de la ecuación en g2(y)
$$- y^{2}{\left(x \right)} - 6 y{\left(x \right)} - 9$$
obtendremos
$$- \frac{\frac{d}{d x} y{\left(x \right)}}{y^{2}{\left(x \right)} + 6 y{\left(x \right)} + 9} = -1$$
Con esto hemos separado las variables x y y.

Ahora multipliquemos las dos partes de la ecuación por dx,
entonces la ecuación será así
$$- \frac{dx \frac{d}{d x} y{\left(x \right)}}{y^{2}{\left(x \right)} + 6 y{\left(x \right)} + 9} = - dx$$
o
$$- \frac{dy}{y^{2}{\left(x \right)} + 6 y{\left(x \right)} + 9} = - dx$$

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.
$$\int \left(- \frac{1}{y^{2} + 6 y + 9}\right)\, dy = \int \left(-1\right)\, dx$$
Solución detallada de la integral con y
Solución detallada de la integral con x
Tomemos estas integrales
$$\frac{1}{y + 3} = Const - x$$
Solución detallada de una ecuación simple
Hemos recibido una ecuación ordinaria con la incógnica y.
(Const - es una constante)

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = \frac{- 3 C_{1} + 3 x + 1}{C_{1} - x}$$
Respuesta [src]
       1 - 3*C1 + 3*x
y(x) = --------------
           C1 - x    
$$y{\left(x \right)} = \frac{- 3 C_{1} + 3 x + 1}{C_{1} - x}$$
Gráfico para el problema de Cauchy
Clasificación
separable
1st exact
1st power series
lie group
separable Integral
1st exact Integral
Respuesta numérica [src]
(x, y):
(-10.0, 0.75)
(-7.777777777777778, 2439663100.6756682)
(-5.555555555555555, 2.17e-322)
(-3.333333333333333, nan)
(-1.1111111111111107, 2.78363573e-315)
(1.1111111111111107, 8.427456047434801e+197)
(3.333333333333334, 3.1933833808213433e-248)
(5.555555555555557, 2.125757255287192e+160)
(7.777777777777779, 8.388243567717677e+296)
(10.0, 3.861029683e-315)
(10.0, 3.861029683e-315)