Sr Examen

Ecuación diferencial sqrt5+y^2+yy'=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      d                
\/ 5  + y (x) + --(y(x))*y(x) = 0
                dx               
$$y^{2}{\left(x \right)} + y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} + \sqrt{5} = 0$$
y^2 + y*y' + sqrt(5) = 0
Solución detallada
Tenemos la ecuación:
$$y^{2}{\left(x \right)} + y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} + \sqrt{5} = 0$$
Esta ecuación diferencial tiene la forma:
f1(x)*g1(y)*y' = f2(x)*g2(y),

donde
$$\operatorname{f_{1}}{\left(x \right)} = 1$$
$$\operatorname{g_{1}}{\left(y \right)} = 1$$
$$\operatorname{f_{2}}{\left(x \right)} = -1$$
$$\operatorname{g_{2}}{\left(y \right)} = y{\left(x \right)} + \frac{\sqrt{5}}{y{\left(x \right)}}$$
Pasemos la ecuación a la forma:
g1(y)/g2(y)*y'= f2(x)/f1(x).

Dividamos ambos miembros de la ecuación en g2(y)
$$y{\left(x \right)} + \frac{\sqrt{5}}{y{\left(x \right)}}$$
obtendremos
$$\frac{y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)}}{y^{2}{\left(x \right)} + \sqrt{5}} = -1$$
Con esto hemos separado las variables x y y.

Ahora multipliquemos las dos partes de la ecuación por dx,
entonces la ecuación será así
$$\frac{dx y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)}}{y^{2}{\left(x \right)} + \sqrt{5}} = - dx$$
o
$$\frac{dy y{\left(x \right)}}{y^{2}{\left(x \right)} + \sqrt{5}} = - dx$$

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.
$$\int \frac{y}{y^{2} + \sqrt{5}}\, dy = \int \left(-1\right)\, dx$$
Solución detallada de la integral con y
Solución detallada de la integral con x
Tomemos estas integrales
$$\frac{\log{\left(y^{2} + \sqrt{5} \right)}}{2} = Const - x$$
Solución detallada de una ecuación simple
Hemos recibido una ecuación ordinaria con la incógnica y.
(Const - es una constante)

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = - \sqrt{C_{1} e^{- 2 x} - \sqrt{5}}$$
$$\operatorname{y_{2}} = y{\left(x \right)} = \sqrt{C_{1} e^{- 2 x} - \sqrt{5}}$$
Respuesta [src]
           ____________________
          /     ___       -2*x 
y(x) = -\/  - \/ 5  + C1*e     
$$y{\left(x \right)} = - \sqrt{C_{1} e^{- 2 x} - \sqrt{5}}$$
          ____________________
         /     ___       -2*x 
y(x) = \/  - \/ 5  + C1*e     
$$y{\left(x \right)} = \sqrt{C_{1} e^{- 2 x} - \sqrt{5}}$$
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, 7.53165158394257e-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, 8.388243567717681e+296)
(10.0, 1.0861209725169189e-153)
(10.0, 1.0861209725169189e-153)