Ecuación diferencial xy(1+x^2)y'=1-y^2

Tenemos la ecuación:
$$x \left(x^{2} + 1\right) y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = 1 - y^{2}{\left(x \right)}$$
Esta ecuación diferencial tiene la forma:

f1(x)*g1(y)*y' = f2(x)*g2(y),

donde
$$\operatorname{f_{1}}{\left(x \right)} = x \left(x^{2} + 1\right)$$
$$\operatorname{g_{1}}{\left(y \right)} = y{\left(x \right)}$$
$$\operatorname{f_{2}}{\left(x \right)} = -1$$
$$\operatorname{g_{2}}{\left(y \right)} = y^{2}{\left(x \right)} - 1$$
Pasemos la ecuación a la forma:

g1(y)/g2(y)*y'= f2(x)/f1(x).

Dividamos ambos miembros de la ecuación en f1(x)
$$x \left(x^{2} + 1\right)$$
obtendremos
$$y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = \frac{1 - y^{2}{\left(x \right)}}{x \left(x^{2} + 1\right)}$$
Dividamos ambos miembros de la ecuación en g2(y)
$$y^{2}{\left(x \right)} - 1$$
obtendremos
$$\frac{y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)}}{y^{2}{\left(x \right)} - 1} = - \frac{1}{x^{3} + x}$$
Con esto hemos separado las variables x y y.

Ahora multipliquemos las dos partes de la ecuación por dx,
entonces la ecuación será así
$$\frac{dx y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)}}{y^{2}{\left(x \right)} - 1} = - \frac{dx}{x^{3} + x}$$
o
$$\frac{dy y{\left(x \right)}}{y^{2}{\left(x \right)} - 1} = - \frac{dx}{x^{3} + x}$$

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

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = - \sqrt{C_{1} + \frac{C_{1}}{x^{2}} + 1}$$
$$\operatorname{y_{2}} = y{\left(x \right)} = \sqrt{C_{1} + \frac{C_{1}}{x^{2}} + 1}$$