Sr Examen

Ecuación diferencial yy'+3x=4

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                
3*x + --(y(x))*y(x) = 4
      dx               
$$3 x + y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = 4$$
3*x + y*y' = 4
Solución detallada
Tenemos la ecuación:
$$3 x + y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = 4$$
Esta ecuación diferencial tiene la forma:
f1(x)*g1(y)*y' = f2(x)*g2(y),

donde
$$\operatorname{f_{1}}{\left(x \right)} = 1$$
$$\operatorname{g_{1}}{\left(y \right)} = 1$$
$$\operatorname{f_{2}}{\left(x \right)} = 3 x - 4$$
$$\operatorname{g_{2}}{\left(y \right)} = - \frac{1}{y{\left(x \right)}}$$
Pasemos la ecuación a la forma:
g1(y)/g2(y)*y'= f2(x)/f1(x).

Dividamos ambos miembros de la ecuación en g2(y)
$$- \frac{1}{y{\left(x \right)}}$$
obtendremos
$$- y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = 3 x - 4$$
Con esto hemos separado las variables x y y.

Ahora multipliquemos las dos partes de la ecuación por dx,
entonces la ecuación será así
$$- dx y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = dx \left(3 x - 4\right)$$
o
$$- dy y{\left(x \right)} = dx \left(3 x - 4\right)$$

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.
$$\int \left(- y\right)\, dy = \int \left(3 x - 4\right)\, dx$$
Solución detallada de la integral con y
Solución detallada de la integral con x
Tomemos estas integrales
$$- \frac{y^{2}}{2} = Const + \frac{3 x^{2}}{2} - 4 x$$
Solución detallada de una ecuación simple
Hemos recibido una ecuación ordinaria con la incógnica y.
(Const - es una constante)

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = - \sqrt{C_{1} - 3 x^{2} + 8 x}$$
$$\operatorname{y_{2}} = y{\left(x \right)} = \sqrt{C_{1} - 3 x^{2} + 8 x}$$
Respuesta [src]
           _________________
          /         2       
y(x) = -\/  C1 - 3*x  + 8*x 
$$y{\left(x \right)} = - \sqrt{C_{1} - 3 x^{2} + 8 x}$$
          _________________
         /         2       
y(x) = \/  C1 - 3*x  + 8*x 
$$y{\left(x \right)} = \sqrt{C_{1} - 3 x^{2} + 8 x}$$
Gráfico para el problema de Cauchy
Clasificación
separable
1st exact
linear coefficients
1st power series
lie group
separable Integral
1st exact Integral
linear coefficients Integral
Respuesta numérica [src]
(x, y):
(-10.0, 0.75)
(-7.777777777777778, 11.698666778203885)
(-5.555555555555555, 15.605302878714062)
(-3.333333333333333, 17.90425984055283)
(-1.1111111111111107, 19.182542420915805)
(1.1111111111111107, 19.640461219199953)
(3.333333333333334, 19.336386885233374)
(5.555555555555557, 18.232233804471818)
(7.777777777777779, 16.164875630614375)
(10.0, 12.671323337401388)
(10.0, 12.671323337401388)