Sr Examen

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Ecuación diferencial (dy/(xdx))-(y^(2)cos(2/3))=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))                     
dx          2                
-------- - y (x)*cos(2/3) = 0
   x                         
$$- y^{2}{\left(x \right)} \cos{\left(\frac{2}{3} \right)} + \frac{\frac{d}{d x} y{\left(x \right)}}{x} = 0$$
-y^2*cos(2/3) + y'/x = 0
Solución detallada
Tenemos la ecuación:
$$- y^{2}{\left(x \right)} \cos{\left(\frac{2}{3} \right)} + \frac{\frac{d}{d x} y{\left(x \right)}}{x} = 0$$
Esta ecuación diferencial tiene la forma:
f1(x)*g1(y)*y' = f2(x)*g2(y),

donde
$$\operatorname{f_{1}}{\left(x \right)} = 1$$
$$\operatorname{g_{1}}{\left(y \right)} = 1$$
$$\operatorname{f_{2}}{\left(x \right)} = x \cos{\left(\frac{2}{3} \right)}$$
$$\operatorname{g_{2}}{\left(y \right)} = y^{2}{\left(x \right)}$$
Pasemos la ecuación a la forma:
g1(y)/g2(y)*y'= f2(x)/f1(x).

Dividamos ambos miembros de la ecuación en g2(y)
$$y^{2}{\left(x \right)}$$
obtendremos
$$\frac{\frac{d}{d x} y{\left(x \right)}}{y^{2}{\left(x \right)}} = x \cos{\left(\frac{2}{3} \right)}$$
Con esto hemos separado las variables x y y.

Ahora multipliquemos las dos partes de la ecuación por dx,
entonces la ecuación será así
$$\frac{dx \frac{d}{d x} y{\left(x \right)}}{y^{2}{\left(x \right)}} = dx x \cos{\left(\frac{2}{3} \right)}$$
o
$$\frac{dy}{y^{2}{\left(x \right)}} = dx x \cos{\left(\frac{2}{3} \right)}$$

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

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = - \frac{2}{C_{1} + x^{2} \cos{\left(\frac{2}{3} \right)}}$$
Respuesta [src]
             -2        
y(x) = ----------------
             2         
       C1 + x *cos(2/3)
$$y{\left(x \right)} = - \frac{2}{C_{1} + x^{2} \cos{\left(\frac{2}{3} \right)}}$$
Gráfico para el problema de Cauchy
Clasificación
separable
Bernoulli
separable reduced
1st power series
lie group
separable Integral
Bernoulli Integral
separable reduced Integral
Respuesta numérica [src]
(x, y):
(-10.0, 0.75)
(-7.777777777777778, 0.05932240414957438)
(-5.555555555555555, 0.035087938774731695)
(-3.333333333333333, 0.027577319432469584)
(-1.1111111111111107, 0.02491118116471532)
(1.1111111111111107, 0.02491117890832826)
(3.333333333333334, 0.02757734042120097)
(5.555555555555557, 0.0350880241511119)
(7.777777777777779, 0.059322764470427995)
(10.0, 0.7500693822192922)
(10.0, 0.7500693822192922)