Sr Examen

Ecuación diferencial dx+1/y^4dy=0

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 + -------- = 0
      4         
     y (x)      
$$1 + \frac{\frac{d}{d x} y{\left(x \right)}}{y^{4}{\left(x \right)}} = 0$$
1 + y'/y^4 = 0
Solución detallada
Tenemos la ecuación:
$$1 + \frac{\frac{d}{d x} y{\left(x \right)}}{y^{4}{\left(x \right)}} = 0$$
Esta ecuación diferencial tiene la forma:
f1(x)*g1(y)*y' = f2(x)*g2(y),

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

Dividamos ambos miembros de la ecuación en g2(y)
$$y^{4}{\left(x \right)}$$
obtendremos
$$\frac{\frac{d}{d x} y{\left(x \right)}}{y^{4}{\left(x \right)}} = -1$$
Con esto hemos separado las variables x y y.

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

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.
$$\int \frac{1}{y^{4}}\, dy = \int \left(-1\right)\, dx$$
Solución detallada de la integral con y
Solución detallada de la integral con x
Tomemos estas integrales
$$- \frac{1}{3 y^{3}} = Const - x$$
Solución detallada de una ecuación simple
Hemos recibido una ecuación ordinaria con la incógnica y.
(Const - es una constante)

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = \frac{\left(- 3^{\frac{2}{3}} - 3 \sqrt[6]{3} i\right) \sqrt[3]{\frac{1}{C_{1} + x}}}{6}$$
$$\operatorname{y_{2}} = y{\left(x \right)} = \frac{\left(- 3^{\frac{2}{3}} + 3 \sqrt[6]{3} i\right) \sqrt[3]{\frac{1}{C_{1} + x}}}{6}$$
$$\operatorname{y_{3}} = y{\left(x \right)} = \sqrt[3]{\frac{1}{C_{1} + 3 x}}$$
Respuesta [src]
           ________                     
          /   1     /   2/3       6 ___\
       3 /  ------ *\- 3    - 3*I*\/ 3 /
       \/   C1 + x                      
y(x) = ---------------------------------
                       6                
$$y{\left(x \right)} = \frac{\left(- 3^{\frac{2}{3}} - 3 \sqrt[6]{3} i\right) \sqrt[3]{\frac{1}{C_{1} + x}}}{6}$$
           ________                     
          /   1     /   2/3       6 ___\
       3 /  ------ *\- 3    + 3*I*\/ 3 /
       \/   C1 + x                      
y(x) = ---------------------------------
                       6                
$$y{\left(x \right)} = \frac{\left(- 3^{\frac{2}{3}} + 3 \sqrt[6]{3} i\right) \sqrt[3]{\frac{1}{C_{1} + x}}}{6}$$
           __________
          /    1     
y(x) = 3 /  -------- 
       \/   C1 + 3*x 
$$y{\left(x \right)} = \sqrt[3]{\frac{1}{C_{1} + 3 x}}$$
Gráfico para el problema de Cauchy
Clasificación
separable
1st exact
Bernoulli
separable reduced
1st power series
lie group
separable Integral
1st exact Integral
Bernoulli Integral
separable reduced Integral
Respuesta numérica [src]
(x, y):
(-10.0, 0.75)
(-7.777777777777778, 0.4800921765920376)
(-5.555555555555555, 0.3993306164860251)
(-3.333333333333333, 0.3549023780968411)
(-1.1111111111111107, 0.3253487916898694)
(1.1111111111111107, 0.30368886982035387)
(3.333333333333334, 0.2868440682406966)
(5.555555555555557, 0.27320704149727615)
(7.777777777777779, 0.26184157166551203)
(10.0, 0.2521586378735117)
(10.0, 0.2521586378735117)