Sr Examen

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

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

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

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

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

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