Sr Examen

Ecuación diferencial dy/dx=*y^(2/3)

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           2/3   
--(y(x)) = y   (x)
dx                
$$\frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = y^{\frac{2}{3}}{\left(x \right)}$$
y' = y^(2/3)
Solución detallada
Tenemos la ecuación:
$$\frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = y^{\frac{2}{3}}{\left(x \right)}$$
Esta ecuación diferencial tiene la forma:
f1(x)*g1(y)*y' = f2(x)*g2(y),

donde
$$\operatorname{f_{1}}{\left(x \right)} = 1$$
$$\operatorname{g_{1}}{\left(y \right)} = 1$$
$$\operatorname{f_{2}}{\left(x \right)} = 1$$
$$\operatorname{g_{2}}{\left(y \right)} = y^{\frac{2}{3}}{\left(x \right)}$$
Pasemos la ecuación a la forma:
g1(y)/g2(y)*y'= f2(x)/f1(x).

Dividamos ambos miembros de la ecuación en g2(y)
$$y^{\frac{2}{3}}{\left(x \right)}$$
obtendremos
$$\frac{\frac{d}{d x} y{\left(x \right)}}{y^{\frac{2}{3}}{\left(x \right)}} = 1$$
Con esto hemos separado las variables x y y.

Ahora multipliquemos las dos partes de la ecuación por dx,
entonces la ecuación será así
$$\frac{dx \frac{d}{d x} y{\left(x \right)}}{y^{\frac{2}{3}}{\left(x \right)}} = dx$$
o
$$\frac{dy}{y^{\frac{2}{3}}{\left(x \right)}} = dx$$

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

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = \frac{C_{1}^{3}}{27} + \frac{C_{1}^{2} x}{9} + \frac{C_{1} x^{2}}{9} + \frac{x^{3}}{27}$$
Respuesta [src]
         3    3       2       2
       C1    x    C1*x    x*C1 
y(x) = --- + -- + ----- + -----
        27   27     9       9  
$$y{\left(x \right)} = \frac{C_{1}^{3}}{27} + \frac{C_{1}^{2} x}{9} + \frac{C_{1} x^{2}}{9} + \frac{x^{3}}{27}$$
Gráfico para el problema de Cauchy
Clasificación
separable
1st exact
Bernoulli
1st power series
lie group
separable Integral
1st exact Integral
Bernoulli Integral
Respuesta numérica [src]
(x, y):
(-10.0, 0.75)
(-7.777777777777778, 4.486418845694451)
(-5.555555555555555, 13.652635365245867)
(-3.333333333333333, 30.687302265806366)
(-1.1111111111111107, 58.02907219178992)
(1.1111111111111107, 98.11659778761066)
(3.333333333333334, 153.38853169768208)
(5.555555555555557, 226.2835265664187)
(7.777777777777779, 319.24023503823406)
(10.0, 434.69730975754226)
(10.0, 434.69730975754226)