Sr Examen

Ecuación diferencial (2xy^2+2y)dx+(2x^2y+2x)dy

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

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

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

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

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

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = \frac{C_{1}}{x}$$
Respuesta [src]
       C1
y(x) = --
       x 
$$y{\left(x \right)} = \frac{C_{1}}{x}$$
Gráfico para el problema de Cauchy
Clasificación
factorable
1st exact
lie group
1st exact Integral
Respuesta numérica [src]
(x, y):
(-10.0, 0.75)
(-7.777777777777778, 0.9642857764194279)
(-5.555555555555555, 1.350000197239474)
(-3.333333333333333, 2.2500006888219093)
(-1.1111111111111107, 6.750004175960644)
(1.1111111111111107, 10214807224.776218)
(3.333333333333334, 3.1933833808213398e-248)
(5.555555555555557, 4.798024861309721e+174)
(7.777777777777779, 8.388243567355968e+296)
(10.0, 4.671824543686e-310)
(10.0, 4.671824543686e-310)