Sr Examen

Ecuación diferencial y'+2xy=2xy^2

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

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

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

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

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

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = \frac{1}{C_{1} e^{x^{2}} + 1}$$
Respuesta [src]
            1      
y(x) = ------------
               / 2\
               \x /
       1 + C1*e    
$$y{\left(x \right)} = \frac{1}{C_{1} e^{x^{2}} + 1}$$
Clasificación
separable
1st exact
Bernoulli
1st power series
lie group
separable Integral
1st exact Integral
Bernoulli Integral