Sr Examen

Ecuación diferencial dy/dx=(2y2-x2)/(xy)

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          -x2 + 2*y2
--(y(x)) = ----------
dx           x*y(x)  
$$\frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = \frac{- x_{2} + 2 y_{2}}{x y{\left(x \right)}}$$
y' = (-x2 + 2*y2)/(x*y)
Solución detallada
Tenemos la ecuación:
$$\frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = \frac{- x_{2} + 2 y_{2}}{x y{\left(x \right)}}$$
Esta ecuación diferencial tiene la forma:
f1(x)*g1(y)*y' = f2(x)*g2(y),

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

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

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

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

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = - \sqrt{C_{1} - 2 x_{2} \log{\left(x \right)} + 4 y_{2} \log{\left(x \right)}}$$
$$\operatorname{y_{2}} = y{\left(x \right)} = \sqrt{C_{1} - 2 x_{2} \log{\left(x \right)} + 4 y_{2} \log{\left(x \right)}}$$
Respuesta [src]
          ________________________________
y(x) = -\/ C1 - 2*x2*log(x) + 4*y2*log(x) 
$$y{\left(x \right)} = - \sqrt{C_{1} - 2 x_{2} \log{\left(x \right)} + 4 y_{2} \log{\left(x \right)}}$$
         ________________________________
y(x) = \/ C1 - 2*x2*log(x) + 4*y2*log(x) 
$$y{\left(x \right)} = \sqrt{C_{1} - 2 x_{2} \log{\left(x \right)} + 4 y_{2} \log{\left(x \right)}}$$
Clasificación
separable
1st exact
lie group
separable Integral
1st exact Integral