Sr Examen

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Ecuación diferencial y'-(y-1)^2x'=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]
             2   d           
- (-1 + y(x))  + --(y(x)) = 0
                 dx          
$$- \left(y{\left(x \right)} - 1\right)^{2} + \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = 0$$
-(y - 1)^2 + y' = 0
Solución detallada
Tenemos la ecuación:
$$- \left(y{\left(x \right)} - 1\right)^{2} + \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = 0$$
Esta ecuación diferencial tiene la forma:
f1(x)*g1(y)*y' = f2(x)*g2(y),

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

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

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

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

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = \frac{C_{1} - x + 1}{C_{1} - x}$$
Respuesta [src]
       1 + C1 - x
y(x) = ----------
         C1 - x  
$$y{\left(x \right)} = \frac{C_{1} - x + 1}{C_{1} - x}$$
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, 0.8392856875049957)
(-5.555555555555555, 0.8815789456518317)
(-3.333333333333333, 0.9062500102256484)
(-1.1111111111111107, 0.9224138083190232)
(1.1111111111111107, 0.9338235470803548)
(3.333333333333334, 0.942307711992208)
(5.555555555555557, 0.9488636575408134)
(7.777777777777779, 0.9540816516523769)
(10.0, 0.9583333558926636)
(10.0, 0.9583333558926636)