Sr Examen

Ecuación diferencial e^y*dy=(2*x+1)dx

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

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

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

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

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

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = \log{\left(C_{1} + x^{2} + x \right)}$$
Respuesta [src]
          /          2\
y(x) = log\C1 + x + x /
$$y{\left(x \right)} = \log{\left(C_{1} + x^{2} + x \right)}$$
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, -32.173195259143334)
(-5.555555555555555, 6.9444453331779e-310)
(-3.333333333333333, 6.9444462688386e-310)
(-1.1111111111111107, 6.9444453331779e-310)
(1.1111111111111107, 6.9444453331779e-310)
(3.333333333333334, 6.9444453331779e-310)
(5.555555555555557, 6.94444551328655e-310)
(7.777777777777779, 6.94444628770954e-310)
(10.0, 6.94444628770954e-310)
(10.0, 6.94444628770954e-310)