Sr Examen

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

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

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

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

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

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = e^{\frac{C_{1}}{x^{2}}}$$
Respuesta [src]
        C1
        --
         2
        x 
y(x) = e  
$$y{\left(x \right)} = e^{\frac{C_{1}}{x^{2}}}$$
Gráfico para el problema de Cauchy
Clasificación
factorable
separable
1st exact
almost linear
separable reduced
lie group
separable Integral
1st exact Integral
almost linear Integral
separable reduced Integral
Respuesta numérica [src]
(x, y):
(-10.0, 0.75)
(-7.777777777777778, 0.6215393831949523)
(-5.555555555555555, 0.393730283278535)
(-3.333333333333333, 0.07508477956498157)
(-1.1111111111111107, nan)
(1.1111111111111107, nan)
(3.333333333333334, nan)
(5.555555555555557, nan)
(7.777777777777779, nan)
(10.0, nan)
(10.0, nan)