Sr Examen

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

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

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

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

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

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = \frac{3 C_{1}}{C_{1} - e^{3 x}}$$
Respuesta [src]
          3*C1  
y(x) = ---------
             3*x
       C1 - e   
$$y{\left(x \right)} = \frac{3 C_{1}}{C_{1} - e^{3 x}}$$
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, 0.0012720922332806802)
(-5.555555555555555, 1.6181516650592003e-06)
(-3.333333333333333, 2.203346325288527e-09)
(-1.1111111111111107, -3.242879693705246e-10)
(1.1111111111111107, -5.7161247063179295e-11)
(3.333333333333334, -4.305417649155903e-11)
(5.555555555555557, -2.8947105919938747e-11)
(7.777777777777779, -1.4840035348318487e-11)
(10.0, -2.0703811579459028e-12)
(10.0, -2.0703811579459028e-12)