Sr Examen

Ecuación diferencial ln(x)dx=dy/y

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

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

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

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

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

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = C_{1} e^{x \left(\log{\left(x \right)} - 1\right)}$$
Respuesta [src]
           x*(-1 + log(x))
y(x) = C1*e               
$$y{\left(x \right)} = C_{1} e^{x \left(\log{\left(x \right)} - 1\right)}$$
Gráfico para el problema de Cauchy
Clasificación
factorable
separable
1st exact
1st linear
Bernoulli
lie group
separable Integral
1st exact Integral
1st linear Integral
Bernoulli Integral
Respuesta numérica [src]
(x, y):
(-10.0, 0.75)
(-7.777777777777778, nan)
(-5.555555555555555, nan)
(-3.333333333333333, nan)
(-1.1111111111111107, nan)
(1.1111111111111107, nan)
(3.333333333333334, nan)
(5.555555555555557, nan)
(7.777777777777779, nan)
(10.0, nan)
(10.0, nan)