Sr Examen

Ecuación diferencial dx-(y-2xy)dy

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                   d                
1 - --(y(x))*y(x) + 2*x*--(y(x))*y(x) = 0
    dx                  dx               
$$2 x y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} - y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} + 1 = 0$$
2*x*y*y' - y*y' + 1 = 0
Solución detallada
Tenemos la ecuación:
$$2 x y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} - y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} + 1 = 0$$
Esta ecuación diferencial tiene la forma:
f1(x)*g1(y)*y' = f2(x)*g2(y),

donde
$$\operatorname{f_{1}}{\left(x \right)} = 1$$
$$\operatorname{g_{1}}{\left(y \right)} = 1$$
$$\operatorname{f_{2}}{\left(x \right)} = - \frac{1}{2 x - 1}$$
$$\operatorname{g_{2}}{\left(y \right)} = \frac{1}{y{\left(x \right)}}$$
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
$$y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = - \frac{1}{2 x - 1}$$
Con esto hemos separado las variables x y y.

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

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

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = - \sqrt{C_{1} - \log{\left(2 x - 1 \right)}}$$
$$\operatorname{y_{2}} = y{\left(x \right)} = \sqrt{C_{1} - \log{\left(2 x - 1 \right)}}$$
Respuesta [src]
          ____________________
y(x) = -\/ C1 - log(-1 + 2*x) 
$$y{\left(x \right)} = - \sqrt{C_{1} - \log{\left(2 x - 1 \right)}}$$
         ____________________
y(x) = \/ C1 - log(-1 + 2*x) 
$$y{\left(x \right)} = \sqrt{C_{1} - \log{\left(2 x - 1 \right)}}$$
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, 0.894595325691372)
(-5.555555555555555, 1.05494048734334)
(-3.333333333333333, 1.2530527655146504)
(-1.1111111111111107, 1.5610742286218666)
(1.1111111111111107, 5.957948431504394)
(3.333333333333334, 6.90269975144045e-310)
(5.555555555555557, 6.90269993196334e-310)
(7.777777777777779, 6.90270070658555e-310)
(10.0, 6.90270070658555e-310)
(10.0, 6.90270070658555e-310)