Sr Examen

Ecuación diferencial tanydx-ctanxdy=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))*cot(x) + tan(y(x)) = 0
  dx                             
$$\tan{\left(y{\left(x \right)} \right)} - \cot{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = 0$$
tan(y) - cot(x)*y' = 0
Solución detallada
Tenemos la ecuación:
$$\tan{\left(y{\left(x \right)} \right)} - \cot{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = 0$$
Esta ecuación diferencial tiene la forma:
f1(x)*g1(y)*y' = f2(x)*g2(y),

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

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

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

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

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = \pi - \operatorname{asin}{\left(\frac{C_{1}}{\cos{\left(x \right)}} \right)}$$
$$\operatorname{y_{2}} = y{\left(x \right)} = \operatorname{asin}{\left(\frac{C_{1}}{\cos{\left(x \right)}} \right)}$$
Respuesta [src]
                /  C1  \
y(x) = pi - asin|------|
                \cos(x)/
$$y{\left(x \right)} = \pi - \operatorname{asin}{\left(\frac{C_{1}}{\cos{\left(x \right)}} \right)}$$
           /  C1  \
y(x) = asin|------|
           \cos(x)/
$$y{\left(x \right)} = \operatorname{asin}{\left(\frac{C_{1}}{\cos{\left(x \right)}} \right)}$$
Gráfico para el problema de Cauchy
Clasificación
factorable
separable
1st power series
lie group
separable Integral
Respuesta numérica [src]
(x, y):
(-10.0, 0.75)
(-7.777777777777778, 1.5707963332676527)
(-5.555555555555555, 2.17e-322)
(-3.333333333333333, nan)
(-1.1111111111111107, 2.78363573e-315)
(1.1111111111111107, 8.427456047434801e+197)
(3.333333333333334, 3.1933833808213433e-248)
(5.555555555555557, 6.29567287026948e-66)
(7.777777777777779, 8.388243567339303e+296)
(10.0, 3.861029683e-315)
(10.0, 3.861029683e-315)