Sr Examen

Ecuación diferencial e^-(x^2+y^2)(xdx+ydy)=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]
     2    2                  2    2            
   -x   -y (x)   d         -x   -y (x)         
x*e   *e       + --(y(x))*e   *e      *y(x) = 0
                 dx                            
$$x e^{- x^{2}} e^{- y^{2}{\left(x \right)}} + y{\left(x \right)} e^{- x^{2}} e^{- y^{2}{\left(x \right)}} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = 0$$
x*exp(-x^2)*exp(-y^2) + y*exp(-x^2)*exp(-y^2)*y' = 0
Solución detallada
Tenemos la ecuación:
$$x e^{- x^{2}} e^{- y^{2}{\left(x \right)}} + y{\left(x \right)} e^{- x^{2}} e^{- y^{2}{\left(x \right)}} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = 0$$
Esta ecuación diferencial tiene la forma:
f1(x)*g1(y)*y' = f2(x)*g2(y),

donde
$$\operatorname{f_{1}}{\left(x \right)} = 1$$
$$\operatorname{g_{1}}{\left(y \right)} = 1$$
$$\operatorname{f_{2}}{\left(x \right)} = - x$$
$$\operatorname{g_{2}}{\left(y \right)} = \frac{1}{y{\left(x \right)}}$$
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
$$y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = - x$$
Con esto hemos separado las variables x y y.

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

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

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = - \sqrt{C_{1} - x^{2}}$$
$$\operatorname{y_{2}} = y{\left(x \right)} = \sqrt{C_{1} - x^{2}}$$
Respuesta [src]
           _________
          /       2 
y(x) = -\/  C1 - x  
$$y{\left(x \right)} = - \sqrt{C_{1} - x^{2}}$$
          _________
         /       2 
y(x) = \/  C1 - x  
$$y{\left(x \right)} = \sqrt{C_{1} - x^{2}}$$
Gráfico para el problema de Cauchy
Clasificación
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, 6.329982240581089)
(-5.555555555555555, 8.348551178571897)
(-3.333333333333333, 9.457874778337375)
(-1.1111111111111107, 9.966340355961792)
(1.1111111111111107, 9.96634039631456)
(3.333333333333334, 9.457874568925822)
(5.555555555555557, 8.348550566706328)
(7.777777777777779, 6.329980785921501)
(10.0, 0.7499815578513588)
(10.0, 0.7499815578513588)