Sr Examen

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

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

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

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

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.
$$\int y\, dy = \int \frac{\sqrt{\log{\left(x \right)} + 1}}{x}\, dx$$
Solución detallada de la integral con y
Solución detallada de la integral con x
Tomemos estas integrales
$$\frac{y^{2}}{2} = Const + \frac{2 \left(\log{\left(x \right)} + 1\right)^{\frac{3}{2}}}{3}$$
Solución detallada de una ecuación simple
Hemos recibido una ecuación ordinaria con la incógnica y.
(Const - es una constante)

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = - \frac{\sqrt{C_{1} + 12 \sqrt{\log{\left(x \right)} + 1} \log{\left(x \right)} + 12 \sqrt{\log{\left(x \right)} + 1}}}{3}$$
$$\operatorname{y_{2}} = y{\left(x \right)} = \frac{\sqrt{C_{1} + 12 \sqrt{\log{\left(x \right)} + 1} \log{\left(x \right)} + 12 \sqrt{\log{\left(x \right)} + 1}}}{3}$$
Respuesta [src]
           ___________________________________________________ 
          /           ____________        ____________         
       -\/  C1 + 12*\/ 1 + log(x)  + 12*\/ 1 + log(x) *log(x)  
y(x) = --------------------------------------------------------
                                  3                            
$$y{\left(x \right)} = - \frac{\sqrt{C_{1} + 12 \sqrt{\log{\left(x \right)} + 1} \log{\left(x \right)} + 12 \sqrt{\log{\left(x \right)} + 1}}}{3}$$
          ___________________________________________________
         /           ____________        ____________        
       \/  C1 + 12*\/ 1 + log(x)  + 12*\/ 1 + log(x) *log(x) 
y(x) = ------------------------------------------------------
                                 3                           
$$y{\left(x \right)} = \frac{\sqrt{C_{1} + 12 \sqrt{\log{\left(x \right)} + 1} \log{\left(x \right)} + 12 \sqrt{\log{\left(x \right)} + 1}}}{3}$$
Gráfico para el problema de Cauchy
Clasificación
factorable
separable
1st exact
Bernoulli
lie group
separable Integral
1st exact Integral
Bernoulli Integral
Respuesta numérica [src]
(x, y):
(-10.0, 0.75)
(-7.777777777777778, nan)
(-5.555555555555555, nan)
(-3.333333333333333, nan)
(-1.1111111111111107, nan)
(1.1111111111111107, nan)
(3.333333333333334, nan)
(5.555555555555557, nan)
(7.777777777777779, nan)
(10.0, nan)
(10.0, nan)