Sr Examen

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

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

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

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

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = W\left(C_{1} \sqrt{e^{x^{2}}}\right)$$
Respuesta [src]
        /       _______\
        |      /  / 2\ |
        |     /   \x / |
y(x) = W\C1*\/   e     /
$$y{\left(x \right)} = W\left(C_{1} \sqrt{e^{x^{2}}}\right)$$
Gráfico para el problema de Cauchy
Clasificación
separable
1st exact
1st power series
lie group
separable Integral
1st exact Integral
Respuesta numérica [src]
(x, y):
(-10.0, 0.75)
(-7.777777777777778, 4.365152271051766e-09)
(-5.555555555555555, 7.294592172730073e-11)
(-3.333333333333333, 3.321209841009974e-11)
(-1.1111111111111107, -1.876279899409379e-11)
(1.1111111111111107, -8.977770700970128e-11)
(3.333333333333334, -1.22950485226837e-10)
(5.555555555555557, -1.1631960037569685e-10)
(7.777777777777779, -1.0968871552455669e-10)
(10.0, -1.0305783067341654e-10)
(10.0, -1.0305783067341654e-10)