Sr Examen

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

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

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

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

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

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = - \frac{W\left(C_{1} x\right)}{2}$$
Respuesta [src]
       -W(C1*x) 
y(x) = ---------
           2    
$$y{\left(x \right)} = - \frac{W\left(C_{1} x\right)}{2}$$
Gráfico para el problema de Cauchy
Clasificación
separable
1st exact
separable reduced
lie group
separable Integral
1st exact Integral
separable reduced Integral
Respuesta numérica [src]
(x, y):
(-10.0, 0.75)
(-7.777777777777778, 1.0382818593015009)
(-5.555555555555555, 1.3305188330826063)
(-3.333333333333333, 1.7119695795032701)
(-1.1111111111111107, 2.438054051005945)
(1.1111111111111107, 22.530359817054965)
(3.333333333333334, 3.1933833808213433e-248)
(5.555555555555557, 2.3858701223325355e+180)
(7.777777777777779, 8.388243567356336e+296)
(10.0, 3.861029683e-315)
(10.0, 3.861029683e-315)