Sr Examen

Ecuación diferencial (x^2-1)y'=2xy^2

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

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

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

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

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

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = - \frac{1}{C_{1} + \log{\left(x^{2} - 1 \right)}}$$
Respuesta [src]
              -1        
y(x) = -----------------
               /      2\
       C1 + log\-1 + x /
$$y{\left(x \right)} = - \frac{1}{C_{1} + \log{\left(x^{2} - 1 \right)}}$$
Clasificación
separable
1st exact
Bernoulli
1st power series
lie group
separable Integral
1st exact Integral
Bernoulli Integral