Sr Examen

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

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

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

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

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

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = - \sqrt{2} \sqrt{C_{1} - x e^{x} + e^{x}}$$
$$\operatorname{y_{2}} = y{\left(x \right)} = \sqrt{2} \sqrt{C_{1} - x e^{x} + e^{x}}$$
Respuesta [src]
                 ________________
          ___   /         x    x 
y(x) = -\/ 2 *\/  C1 - x*e  + e  
$$y{\left(x \right)} = - \sqrt{2} \sqrt{C_{1} - x e^{x} + e^{x}}$$
                ________________
         ___   /         x    x 
y(x) = \/ 2 *\/  C1 - x*e  + e  
$$y{\left(x \right)} = \sqrt{2} \sqrt{C_{1} - x e^{x} + e^{x}}$$
Gráfico para el problema de Cauchy
Clasificación
factorable
separable
1st power series
lie group
separable Integral
Respuesta numérica [src]
(x, y):
(-10.0, 0.75)
(-7.777777777777778, 0.754225474285356)
(-5.555555555555555, 0.7824243286810602)
(-3.333333333333333, 0.9331000768245193)
(-1.1111111111111107, 1.396934744147359)
(1.1111111111111107, -3.89965821406794e-09)
(3.333333333333334, 3.1933833808213433e-248)
(5.555555555555557, 2.6509947707452356e-52)
(7.777777777777779, 8.388243571827865e+296)
(10.0, 3.861029683e-315)
(10.0, 3.861029683e-315)