Sr Examen

Ecuación diferencial costdt-2xdx=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                         
- 2*--(x(t))*x(t) + cos(t) = 0
    dt                        
$$- 2 x{\left(t \right)} \frac{d}{d t} x{\left(t \right)} + \cos{\left(t \right)} = 0$$
-2*x*x' + cos(t) = 0
Solución detallada
Tenemos la ecuación:
$$- 2 x{\left(t \right)} \frac{d}{d t} x{\left(t \right)} + \cos{\left(t \right)} = 0$$
Esta ecuación diferencial tiene la forma:
f1(x)*g1(x)*x' = f2(x)*g2(x),

donde
$$\operatorname{f_{1}}{\left(t \right)} = 1$$
$$\operatorname{g_{1}}{\left(x \right)} = 1$$
$$\operatorname{f_{2}}{\left(t \right)} = \frac{\cos{\left(t \right)}}{2}$$
$$\operatorname{g_{2}}{\left(x \right)} = \frac{1}{x{\left(t \right)}}$$
Pasemos la ecuación a la forma:
g1(x)/g2(x)*x'= f2(x)/f1(x).

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

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

Tomemos la integral de las dos partes de la ecuación:
- de la parte izquierda la integral por x,
- de la parte derecha la integral por t.
$$\int x\, dx = \int \frac{\cos{\left(t \right)}}{2}\, dt$$
Solución detallada de la integral con x
Solución detallada de la integral con t
Tomemos estas integrales
$$\frac{x^{2}}{2} = Const + \frac{\sin{\left(t \right)}}{2}$$
Solución detallada de una ecuación simple
Hemos recibido una ecuación ordinaria con la incógnica x.
(Const - es una constante)

La solución:
$$\operatorname{x_{1}} = x{\left(t \right)} = - \sqrt{C_{1} + \sin{\left(t \right)}}$$
$$\operatorname{x_{2}} = x{\left(t \right)} = \sqrt{C_{1} + \sin{\left(t \right)}}$$
Respuesta [src]
          _____________
x(t) = -\/ C1 + sin(t) 
$$x{\left(t \right)} = - \sqrt{C_{1} + \sin{\left(t \right)}}$$
         _____________
x(t) = \/ C1 + sin(t) 
$$x{\left(t \right)} = \sqrt{C_{1} + \sin{\left(t \right)}}$$
Gráfico para el problema de Cauchy
Clasificación
factorable
separable
1st exact
Bernoulli
1st power series
lie group
separable Integral
1st exact Integral
Bernoulli Integral
Respuesta numérica [src]
(t, x):
(-10.0, 0.75)
(-7.777777777777778, -4.348691047873325e-09)
(-5.555555555555555, 2.17e-322)
(-3.333333333333333, nan)
(-1.1111111111111107, 2.78363573e-315)
(1.1111111111111107, 8.427456047434801e+197)
(3.333333333333334, 3.1933833808213433e-248)
(5.555555555555557, 7.321204927535585e+169)
(7.777777777777779, 8.388243567735891e+296)
(10.0, 3.861029683e-315)
(10.0, 3.861029683e-315)