Sr Examen

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

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

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

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

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.
$$\int \left(- \frac{y^{2}}{2 y - 1}\right)\, dy = \int 1\, dx$$
Solución detallada de la integral con y
Solución detallada de la integral con x
Tomemos estas integrales
$$- \frac{y^{2}}{4} - \frac{y}{4} - \frac{\log{\left(2 y - 1 \right)}}{8} = Const + x$$
Solución detallada de una ecuación simple
Hemos recibido una ecuación ordinaria con la incógnica y.
(Const - es una constante)

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = x + \frac{y^{2}{\left(x \right)}}{4} + \frac{y{\left(x \right)}}{4} + \frac{\log{\left(2 y{\left(x \right)} - 1 \right)}}{8} = C_{1}$$
Respuesta [src]
     2                                  
    y (x)   y(x)   log(-1 + 2*y(x))     
x + ----- + ---- + ---------------- = C1
      4      4            8             
$$x + \frac{y^{2}{\left(x \right)}}{4} + \frac{y{\left(x \right)}}{4} + \frac{\log{\left(2 y{\left(x \right)} - 1 \right)}}{8} = C_{1}$$
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, 0.5000000141520028)
(-5.555555555555555, 0.499999999941406)
(-3.333333333333333, 0.4999999999792179)
(-1.1111111111111107, 0.4999999999984587)
(1.1111111111111107, 0.49999999999961453)
(3.333333333333334, 0.49999999999993766)
(5.555555555555557, 0.49999999999994127)
(7.777777777777779, 0.49999999999994493)
(10.0, 0.49999999999994854)
(10.0, 0.49999999999994854)