Sr Examen

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Ecuación diferencial (dy)/(dx)=(3x^2+4x+2)/(2(y-1))

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 + 3*x  + 4*x
--(y(x)) = --------------
dx          -2 + 2*y(x)  
$$\frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = \frac{3 x^{2} + 4 x + 2}{2 y{\left(x \right)} - 2}$$
y' = (3*x^2 + 4*x + 2)/(2*y - 2)
Solución detallada
Tenemos la ecuación:
$$\frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = \frac{3 x^{2} + 4 x + 2}{2 y{\left(x \right)} - 2}$$
Esta ecuación diferencial tiene la forma:
f1(x)*g1(y)*y' = f2(x)*g2(y),

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

Dividamos ambos miembros de la ecuación en g2(y)
$$- \frac{1}{2 \left(y{\left(x \right)} - 1\right)}$$
obtendremos
$$2 \left(1 - y{\left(x \right)}\right) \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = - 3 x^{2} - 4 x - 2$$
Con esto hemos separado las variables x y y.

Ahora multipliquemos las dos partes de la ecuación por dx,
entonces la ecuación será así
$$2 dx \left(1 - y{\left(x \right)}\right) \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = dx \left(- 3 x^{2} - 4 x - 2\right)$$
o
$$dy \left(2 - 2 y{\left(x \right)}\right) = dx \left(- 3 x^{2} - 4 x - 2\right)$$

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

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = 1 - \sqrt{C_{1} + x^{3} + 2 x^{2} + 2 x}$$
$$\operatorname{y_{2}} = y{\left(x \right)} = \sqrt{C_{1} + x^{3} + 2 x^{2} + 2 x} + 1$$
Respuesta [src]
              ______________________
             /       3            2 
y(x) = 1 - \/  C1 + x  + 2*x + 2*x  
$$y{\left(x \right)} = 1 - \sqrt{C_{1} + x^{3} + 2 x^{2} + 2 x}$$
              ______________________
             /       3            2 
y(x) = 1 + \/  C1 + x  + 2*x + 2*x  
$$y{\left(x \right)} = \sqrt{C_{1} + x^{3} + 2 x^{2} + 2 x} + 1$$
Clasificación
separable
1st exact
1st power series
lie group
separable Integral
1st exact Integral