Sr Examen

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Ecuación diferencial yy'=(x^2+3x+8)/(x+1)

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      
d               8 + x  + 3*x
--(y(x))*y(x) = ------------
dx                 1 + x    
$$y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = \frac{x^{2} + 3 x + 8}{x + 1}$$
y*y' = (x^2 + 3*x + 8)/(x + 1)
Solución detallada
Tenemos la ecuación:
$$y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = \frac{x^{2} + 3 x + 8}{x + 1}$$
Esta ecuación diferencial tiene la forma:
f1(x)*g1(y)*y' = f2(x)*g2(y),

donde
$$\operatorname{f_{1}}{\left(x \right)} = 1$$
$$\operatorname{g_{1}}{\left(y \right)} = 1$$
$$\operatorname{f_{2}}{\left(x \right)} = \frac{x^{2} + 3 x + 8}{x + 1}$$
$$\operatorname{g_{2}}{\left(y \right)} = \frac{1}{y{\left(x \right)}}$$
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
$$y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = \frac{x^{2} + 3 x + 8}{x + 1}$$
Con esto hemos separado las variables x y y.

Ahora multipliquemos las dos partes de la ecuación por dx,
entonces la ecuación será así
$$dx y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = \frac{dx \left(x^{2} + 3 x + 8\right)}{x + 1}$$
o
$$dy y{\left(x \right)} = \frac{dx \left(x^{2} + 3 x + 8\right)}{x + 1}$$

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.
$$\int y\, dy = \int \frac{x^{2} + 3 x + 8}{x + 1}\, dx$$
Solución detallada de la integral con y
Solución detallada de la integral con x
Tomemos estas integrales
$$\frac{y^{2}}{2} = Const + \frac{x^{2}}{2} + 2 x + 6 \log{\left(x + 1 \right)}$$
Solución detallada de una ecuación simple
Hemos recibido una ecuación ordinaria con la incógnica y.
(Const - es una constante)

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = - \sqrt{C_{1} + x^{2} + 4 x + 12 \log{\left(x + 1 \right)}}$$
$$\operatorname{y_{2}} = y{\left(x \right)} = \sqrt{C_{1} + x^{2} + 4 x + 12 \log{\left(x + 1 \right)}}$$
Respuesta [src]
           _______________________________
          /       2                       
y(x) = -\/  C1 + x  + 4*x + 12*log(1 + x) 
$$y{\left(x \right)} = - \sqrt{C_{1} + x^{2} + 4 x + 12 \log{\left(x + 1 \right)}}$$
          _______________________________
         /       2                       
y(x) = \/  C1 + x  + 4*x + 12*log(1 + x) 
$$y{\left(x \right)} = \sqrt{C_{1} + x^{2} + 4 x + 12 \log{\left(x + 1 \right)}}$$
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, 3.228247328346919e-09)
(-5.555555555555555, 2.17e-322)
(-3.333333333333333, nan)
(-1.1111111111111107, 2.78363573e-315)
(1.1111111111111107, 8.427456047434801e+197)
(3.333333333333334, 3.1933833808213433e-248)
(5.555555555555557, 2.583927686929724e-57)
(7.777777777777779, 8.38824357181076e+296)
(10.0, 9.036991477623112e-277)
(10.0, 9.036991477623112e-277)