Sr Examen

Ecuación diferencial dy/(4*x^3)=dx/y

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))       
dx          1  
-------- = ----
     3     y(x)
  4*x          
$$\frac{\frac{d}{d x} y{\left(x \right)}}{4 x^{3}} = \frac{1}{y{\left(x \right)}}$$
y'/(4*x^3) = 1/y
Solución detallada
Tenemos la ecuación:
$$\frac{\frac{d}{d x} y{\left(x \right)}}{4 x^{3}} = \frac{1}{y{\left(x \right)}}$$
Esta ecuación diferencial tiene la forma:
f1(x)*g1(y)*y' = f2(x)*g2(y),

donde
$$\operatorname{f_{1}}{\left(x \right)} = 1$$
$$\operatorname{g_{1}}{\left(y \right)} = 1$$
$$\operatorname{f_{2}}{\left(x \right)} = - x^{3}$$
$$\operatorname{g_{2}}{\left(y \right)} = - \frac{4}{y{\left(x \right)}}$$
Pasemos la ecuación a la forma:
g1(y)/g2(y)*y'= f2(x)/f1(x).

Dividamos ambos miembros de la ecuación en g2(y)
$$- \frac{4}{y{\left(x \right)}}$$
obtendremos
$$- \frac{y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)}}{4} = - x^{3}$$
Con esto hemos separado las variables x y y.

Ahora multipliquemos las dos partes de la ecuación por dx,
entonces la ecuación será así
$$- \frac{dx y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)}}{4} = - dx x^{3}$$
o
$$- \frac{dy y{\left(x \right)}}{4} = - dx x^{3}$$

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.
$$\int \left(- \frac{y}{4}\right)\, dy = \int \left(- x^{3}\right)\, dx$$
Solución detallada de la integral con y
Solución detallada de la integral con x
Tomemos estas integrales
$$- \frac{y^{2}}{8} = Const - \frac{x^{4}}{4}$$
Solución detallada de una ecuación simple
Hemos recibido una ecuación ordinaria con la incógnica y.
(Const - es una constante)

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = - \sqrt{C_{1} + 2 x^{4}}$$
$$\operatorname{y_{2}} = y{\left(x \right)} = \sqrt{C_{1} + 2 x^{4}}$$
Respuesta [src]
           ___________
          /         4 
y(x) = -\/  C1 + 2*x  
$$y{\left(x \right)} = - \sqrt{C_{1} + 2 x^{4}}$$
          ___________
         /         4 
y(x) = \/  C1 + 2*x  
$$y{\left(x \right)} = \sqrt{C_{1} + 2 x^{4}}$$
Clasificación
separable
Bernoulli
1st power series
lie group
separable Integral
Bernoulli Integral