Sr Examen

Ecuación diferencial ydx-(x+xy)dy

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

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

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

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

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

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = W\left(C_{1} x\right)$$
Respuesta [src]
y(x) = W(C1*x)
$$y{\left(x \right)} = W\left(C_{1} x\right)$$
Gráfico para el problema de Cauchy
Clasificación
factorable
separable
1st exact
separable reduced
lie group
separable Integral
1st exact Integral
separable reduced Integral
Respuesta numérica [src]
(x, y):
(-10.0, 0.75)
(-7.777777777777778, 0.646769205518314)
(-5.555555555555555, 0.5228986812894008)
(-3.333333333333333, 0.3667580690915739)
(-1.1111111111111107, 0.15160028609995993)
(1.1111111111111107, -0.21978102893176032)
(3.333333333333334, -1.0000000072660031)
(5.555555555555557, 6.29567287026948e-66)
(7.777777777777779, 8.388243566958629e+296)
(10.0, 3.861029683e-315)
(10.0, 3.861029683e-315)