Sr Examen

Ecuación diferencial 2sqrty*dx-x*dy=0

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*\/ y(x)  - x*--(y(x)) = 0
               dx          
$$- x \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} + 2 \sqrt{y{\left(x \right)}} = 0$$
-x*y' + 2*sqrt(y) = 0
Solución detallada
Tenemos la ecuación:
$$- x \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} + 2 \sqrt{y{\left(x \right)}} = 0$$
Esta ecuación diferencial tiene la forma:
f1(x)*g1(y)*y' = f2(x)*g2(y),

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

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

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

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

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = \frac{C_{1}^{2}}{4} + C_{1} \log{\left(x \right)} + \log{\left(x \right)}^{2}$$
Respuesta [src]
                   2            
          2      C1             
y(x) = log (x) + --- + C1*log(x)
                  4             
$$y{\left(x \right)} = \frac{C_{1}^{2}}{4} + C_{1} \log{\left(x \right)} + \log{\left(x \right)}^{2}$$
Gráfico para el problema de Cauchy
Clasificación
factorable
separable
1st exact
Bernoulli
separable reduced
lie group
separable Integral
1st exact Integral
Bernoulli Integral
separable reduced Integral
Respuesta numérica [src]
(x, y):
(-10.0, 0.75)
(-7.777777777777778, 0.37786961488873294)
(-5.555555555555555, 0.07741687817000961)
(-3.333333333333333, nan)
(-1.1111111111111107, nan)
(1.1111111111111107, nan)
(3.333333333333334, nan)
(5.555555555555557, nan)
(7.777777777777779, nan)
(10.0, nan)
(10.0, nan)