Sr Examen

Ecuación diferencial xy'=(1-x^2)y

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\     
x*--(y(x)) = \1 - x /*y(x)
  dx                      
$$x \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = \left(1 - x^{2}\right) y{\left(x \right)}$$
x*y' = (1 - x^2)*y
Solución detallada
Dividamos las dos partes de la ecuación al factor de la derivada de y':
$$x$$
Recibimos la ecuación:
$$\frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = \frac{\left(1 - x^{2}\right) y{\left(x \right)}}{x}$$
Esta ecuación diferencial tiene la forma:
y' + P(x)y = 0,

donde
$$P{\left(x \right)} = \frac{x^{2} - 1}{x}$$
y
y se llama lineal homogénea
ecuación diferencial de 1 orden:
Es una ecuación con variables separables.
Esta ecuación se resuelve con los pasos siguientes:
De y' + P(x)y = 0 obtenemos

$$\frac{dy}{y} = - P{\left(x \right)} dx$$, con y no igual a 0
$$\int \frac{1}{y}\, dy = - \int P{\left(x \right)}\, dx$$
$$\log{\left(\left|{y}\right| \right)} = - \int P{\left(x \right)}\, dx$$
O,
$$\left|{y}\right| = e^{- \int P{\left(x \right)}\, dx}$$
Por eso,
$$y_{1} = e^{- \int P{\left(x \right)}\, dx}$$
$$y_{2} = - e^{- \int P{\left(x \right)}\, dx}$$
De la expresión se ve que hay que encontrar la integral:
$$\int P{\left(x \right)}\, dx$$
Como
$$P{\left(x \right)} = \frac{x^{2} - 1}{x}$$, entonces
$$\int P{\left(x \right)}\, dx$$ =
= $$\int \frac{x^{2} - 1}{x}\, dx = \left(\frac{x^{2}}{2} - \log{\left(x \right)}\right) + Const$$
Solución detallada de la integral
Es decir, la solución de la ecuación lineal homogénea es:
$$y_{1} = x e^{C_{1} - \frac{x^{2}}{2}}$$
$$y_{2} = - x e^{C_{2} - \frac{x^{2}}{2}}$$
lo que corresponde a la solución
con cualquier constante C no igual a cero:
$$y = C x e^{- \frac{x^{2}}{2}}$$
Respuesta [src]
               2 
             -x  
             ----
              2  
y(x) = C1*x*e    
$$y{\left(x \right)} = C_{1} x e^{- \frac{x^{2}}{2}}$$
Clasificación
separable
1st exact
1st linear
Bernoulli
almost linear
lie group
separable Integral
1st exact Integral
1st linear Integral
Bernoulli Integral
almost linear Integral