Sr Examen

Ecuación diferencial xedx+(y-1)dy=0y(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                d                
- --(y(x)) + E*x + --(y(x))*y(x) = 0
  dx               dx               
$$e x + y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} - \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = 0$$
E*x + y*y' - y' = 0
Solución detallada
Tenemos la ecuación:
$$e x + y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} - \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = 0$$
Esta ecuación diferencial tiene la forma:
f1(x)*g1(y)*y' = f2(x)*g2(y),

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

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

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

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

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = 1 - \sqrt{C_{1} - e x^{2}}$$
$$\operatorname{y_{2}} = y{\left(x \right)} = \sqrt{C_{1} - e x^{2}} + 1$$
Respuesta [src]
              ___________
             /         2 
y(x) = 1 - \/  C1 - E*x  
$$y{\left(x \right)} = 1 - \sqrt{C_{1} - e x^{2}}$$
              ___________
             /         2 
y(x) = 1 + \/  C1 - E*x  
$$y{\left(x \right)} = \sqrt{C_{1} - e x^{2}} + 1$$
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, -9.365877536163651)
(-5.555555555555555, -12.711057812650212)
(-3.333333333333333, -14.5463039703657)
(-1.1111111111111107, -15.38703142701615)
(1.1111111111111107, -15.387031467000156)
(3.333333333333334, -14.546303727646032)
(5.555555555555557, -12.711056933954618)
(7.777777777777779, -9.365875420290283)
(10.0, 0.7501304917088653)
(10.0, 0.7501304917088653)