Sr Examen

Otras calculadoras

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

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

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

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

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

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = - \operatorname{acos}{\left(e^{C_{1}} + e^{C_{1} + x} \right)} + 2 \pi$$
$$\operatorname{y_{2}} = y{\left(x \right)} = \operatorname{acos}{\left(e^{C_{1}} + e^{C_{1} + x} \right)}$$
Respuesta [src]
             / C1    C1 + x\       
y(x) = - acos\e   + e      / + 2*pi
$$y{\left(x \right)} = - \operatorname{acos}{\left(e^{C_{1}} + e^{C_{1} + x} \right)} + 2 \pi$$
           / C1    C1 + x\
y(x) = acos\e   + e      /
$$y{\left(x \right)} = \operatorname{acos}{\left(e^{C_{1}} + e^{C_{1} + x} \right)}$$
Gráfico para el problema de Cauchy
Clasificación
factorable
separable
1st exact
almost linear
1st power series
lie group
separable Integral
1st exact Integral
almost linear Integral
Respuesta numérica [src]
(x, y):
(-10.0, 0.75)
(-7.777777777777778, 0.749598878144906)
(-5.555555555555555, 0.7458897973846458)
(-3.333333333333333, 0.710927271863588)
(-1.1111111111111107, 0.23500761113898083)
(1.1111111111111107, 3.4938421476440782e-09)
(3.333333333333334, 3.1933833808213433e-248)
(5.555555555555557, 2.125757255287192e+160)
(7.777777777777779, 8.388243567337008e+296)
(10.0, 3.861029683e-315)
(10.0, 3.861029683e-315)