Sr Examen

Ecuación diferencial sin(x)dx+(y+6)dy=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          d                         
6*--(y(x)) + --(y(x))*y(x) + sin(x) = 0
  dx         dx                        
$$y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} + \sin{\left(x \right)} + 6 \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = 0$$
y*y' + sin(x) + 6*y' = 0
Solución detallada
Tenemos la ecuación:
$$y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} + \sin{\left(x \right)} + 6 \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = 0$$
Esta ecuación diferencial tiene la forma:
f1(x)*g1(y)*y' = f2(x)*g2(y),

donde
$$\operatorname{f_{1}}{\left(x \right)} = 1$$
$$\operatorname{g_{1}}{\left(y \right)} = 1$$
$$\operatorname{f_{2}}{\left(x \right)} = - \sin{\left(x \right)}$$
$$\operatorname{g_{2}}{\left(y \right)} = \frac{1}{y{\left(x \right)} + 6}$$
Pasemos la ecuación a la forma:
g1(y)/g2(y)*y'= f2(x)/f1(x).

Dividamos ambos miembros de la ecuación en g2(y)
$$\frac{1}{y{\left(x \right)} + 6}$$
obtendremos
$$\left(y{\left(x \right)} + 6\right) \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = - \sin{\left(x \right)}$$
Con esto hemos separado las variables x y y.

Ahora multipliquemos las dos partes de la ecuación por dx,
entonces la ecuación será así
$$dx \left(y{\left(x \right)} + 6\right) \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = - dx \sin{\left(x \right)}$$
o
$$dy \left(y{\left(x \right)} + 6\right) = - dx \sin{\left(x \right)}$$

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.
$$\int \left(y + 6\right)\, dy = \int \left(- \sin{\left(x \right)}\right)\, dx$$
Solución detallada de la integral con y
Solución detallada de la integral con x
Tomemos estas integrales
$$\frac{y^{2}}{2} + 6 y = Const + \cos{\left(x \right)}$$
Solución detallada de una ecuación simple
Hemos recibido una ecuación ordinaria con la incógnica y.
(Const - es una constante)

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = - \sqrt{C_{1} + 2 \cos{\left(x \right)}} - 6$$
$$\operatorname{y_{2}} = y{\left(x \right)} = \sqrt{C_{1} + 2 \cos{\left(x \right)}} - 6$$
Respuesta [src]
              _______________
y(x) = -6 - \/ C1 + 2*cos(x) 
$$y{\left(x \right)} = - \sqrt{C_{1} + 2 \cos{\left(x \right)}} - 6$$
              _______________
y(x) = -6 + \/ C1 + 2*cos(x) 
$$y{\left(x \right)} = \sqrt{C_{1} + 2 \cos{\left(x \right)}} - 6$$
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, 0.8842504220670043)
(-5.555555555555555, 0.9809848762534891)
(-3.333333333333333, 0.7288407560473659)
(-1.1111111111111107, 0.9374330051139826)
(1.1111111111111107, 0.9374330397119853)
(3.333333333333334, 0.72884081986314)
(5.555555555555557, 0.9809851137148128)
(7.777777777777779, 0.8842506943531837)
(10.0, 0.7500003198575697)
(10.0, 0.7500003198575697)