Sr Examen

Ecuación diferencial yy'cosx=(1-y)sinx

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

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

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

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

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

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = W\left(C_{1} \cos{\left(x \right)}\right) + 1$$
Respuesta [src]
y(x) = 1 + W(C1*cos(x))
$$y{\left(x \right)} = W\left(C_{1} \cos{\left(x \right)}\right) + 1$$
Gráfico para el problema de Cauchy
Clasificación
factorable
separable
1st exact
1st power series
lie group
separable Integral
1st exact Integral
Respuesta numérica [src]
(x, y):
(-10.0, 0.75)
(-7.777777777777778, 1.0173614628198806)
(-5.555555555555555, 1.1492543829077961)
(-3.333333333333333, 0.6891703592395013)
(-1.1111111111111107, 1.0937415102287196)
(1.1111111111111107, 1.0937415461492797)
(3.333333333333334, 2.098251931597634e-09)
(5.555555555555557, 6.9024824349207e-310)
(7.777777777777779, 6.9027007065792e-310)
(10.0, 6.90248243526377e-310)
(10.0, 6.90248243526377e-310)