Sr Examen

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Ecuación diferencial 1+y^2=y'x^10=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]
     2       10 d       
1 + y (x) = x  *--(y(x))
                dx      
$$y^{2}{\left(x \right)} + 1 = x^{10} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)}$$
y^2 + 1 = x^10*y'
Solución detallada
Tenemos la ecuación:
$$x^{10} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = y^{2}{\left(x \right)} + 1$$
Esta ecuación diferencial tiene la forma:
f1(x)*g1(y)*y' = f2(x)*g2(y),

donde
$$\operatorname{f_{1}}{\left(x \right)} = 1$$
$$\operatorname{g_{1}}{\left(y \right)} = 1$$
$$\operatorname{f_{2}}{\left(x \right)} = \frac{1}{x^{10}}$$
$$\operatorname{g_{2}}{\left(y \right)} = y^{2}{\left(x \right)} + 1$$
Pasemos la ecuación a la forma:
g1(y)/g2(y)*y'= f2(x)/f1(x).

Dividamos ambos miembros de la ecuación en g2(y)
$$y^{2}{\left(x \right)} + 1$$
obtendremos
$$\frac{\frac{d}{d x} y{\left(x \right)}}{y^{2}{\left(x \right)} + 1} = \frac{1}{x^{10}}$$
Con esto hemos separado las variables x y y.

Ahora multipliquemos las dos partes de la ecuación por dx,
entonces la ecuación será así
$$\frac{dx \frac{d}{d x} y{\left(x \right)}}{y^{2}{\left(x \right)} + 1} = \frac{dx}{x^{10}}$$
o
$$\frac{dy}{y^{2}{\left(x \right)} + 1} = \frac{dx}{x^{10}}$$

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.
$$\int \frac{1}{y^{2} + 1}\, dy = \int \frac{1}{x^{10}}\, dx$$
Solución detallada de la integral con y
Solución detallada de la integral con x
Tomemos estas integrales
$$\operatorname{atan}{\left(y \right)} = Const - \frac{1}{9 x^{9}}$$
Solución detallada de una ecuación simple
Hemos recibido una ecuación ordinaria con la incógnica y.
(Const - es una constante)

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = \tan{\left(C_{1} - \frac{1}{9 x^{9}} \right)}$$
Respuesta [src]
          /      1  \
y(x) = tan|C1 - ----|
          |        9|
          \     9*x /
$$y{\left(x \right)} = \tan{\left(C_{1} - \frac{1}{9 x^{9}} \right)}$$
Clasificación
factorable
separable
lie group
separable Integral