Sr Examen

Ecuación diferencial 5y''+y=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) = 0
    2                 
  dx                  
$$y{\left(x \right)} + 5 \frac{d^{2}}{d x^{2}} y{\left(x \right)} = 0$$
y + 5*y'' = 0
Solución detallada
Dividamos las dos partes de la ecuación al factor de la derivada de y'':
$$5$$
Recibimos la ecuación:
$$\frac{y{\left(x \right)}}{5} + \frac{d^{2}}{d x^{2}} y{\left(x \right)} = 0$$
Esta ecuación diferencial tiene la forma:
y'' + p*y' + q*y = 0,

donde
$$p = 0$$
$$q = \frac{1}{5}$$
Se llama lineal homogénea
ecuación diferencial de 2 orden con factores constantes.
No hay mucha dificultad en la resolución de esta ecuación
Primero resolvamos la ecuación lineal homogénea correspondiente
y'' + p*y' + q*y = 0

Primero hallemos las raíces de la ecuación característica
$$q + \left(k^{2} + k p\right) = 0$$
En nuestro caso la ecuación característica va a tener la forma:
$$k^{2} + \frac{1}{5} = 0$$
Solución detallada de una ecuación simple
- es una ecuación cuadrática simple
Raíces de esta ecuación:
$$k_{1} = - \frac{\sqrt{5} i}{5}$$
$$k_{2} = \frac{\sqrt{5} i}{5}$$
Como la ecuación característica tiene dos raíces,
y las raíces tienen una forma exclusivamente imaginaria, entonces
la solución de la ecuación diferencial correspondiente tiene la forma:
$$y{\left(x \right)} = C_{1} \sin{\left(x \left|{k_{1}}\right| \right)} + C_{2} \cos{\left(x \left|{k_{2}}\right| \right)}$$
Entonces la respuesta definitiva es:
$$y{\left(x \right)} = C_{1} \sin{\left(\frac{\sqrt{5} x}{5} \right)} + C_{2} \cos{\left(\frac{\sqrt{5} x}{5} \right)}$$
Respuesta [src]
             /    ___\         /    ___\
             |x*\/ 5 |         |x*\/ 5 |
y(x) = C1*sin|-------| + C2*cos|-------|
             \   5   /         \   5   /
$$y{\left(x \right)} = C_{1} \sin{\left(\frac{\sqrt{5} x}{5} \right)} + C_{2} \cos{\left(\frac{\sqrt{5} x}{5} \right)}$$
Clasificación
nth linear constant coeff homogeneous
2nd power series ordinary