Sr Examen

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Ecuación diferencial ln(y')-ln(1-y')=ln(y)

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

donde
$$\operatorname{f_{1}}{\left(x \right)} = 1$$
$$\operatorname{g_{1}}{\left(y \right)} = 1$$
$$\operatorname{f_{2}}{\left(x \right)} = 1$$
$$\operatorname{g_{2}}{\left(y \right)} = \frac{y{\left(x \right)}}{y{\left(x \right)} + 1}$$
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
$$\frac{\left(y{\left(x \right)} + 1\right) \frac{d}{d x} y{\left(x \right)}}{y{\left(x \right)}} = 1$$
Con esto hemos separado las variables x y y.

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

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

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = W\left(C_{1} e^{x}\right)$$
Respuesta [src]
        /    x\
y(x) = W\C1*e /
$$y{\left(x \right)} = W\left(C_{1} e^{x}\right)$$
Gráfico para el problema de Cauchy
Clasificación
factorable
lie group
Respuesta numérica [src]
(x, y):
(-10.0, 0.75)
(-7.777777777777778, 1.994264793065651)
(-5.555555555555555, 3.6202260491474005)
(-3.333333333333333, 5.435950323042029)
(-1.1111111111111107, 7.35572754722133)
(1.1111111111111107, 9.33920766043677)
(3.333333333333334, 11.36510372051399)
(5.555555555555557, 13.421049258357426)
(7.777777777777779, 15.499300900856307)
(10.0, 17.594719236855976)
(10.0, 17.594719236855976)