Sr Examen

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Ecuación diferencial ((1-e^(y^2))*dy)-((dx)/(2*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                  
    1      d         y (x)   d           
- ------ - --(y(x))*e      + --(y(x)) = 0
  2*y(x)   dx                dx          
$$- e^{y^{2}{\left(x \right)}} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} + \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} - \frac{1}{2 y{\left(x \right)}} = 0$$
-exp(y^2)*y' + y' - 1/(2*y) = 0
Solución detallada
Tenemos la ecuación:
$$- e^{y^{2}{\left(x \right)}} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} + \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} - \frac{1}{2 y{\left(x \right)}} = 0$$
Esta ecuación diferencial tiene la forma:
f1(x)*g1(y)*y' = f2(x)*g2(y),

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

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

Ahora multipliquemos las dos partes de la ecuación por dx,
entonces la ecuación será así
$$dx \left(1 - e^{y^{2}{\left(x \right)}}\right) y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = \frac{dx}{2}$$
o
$$dy \left(1 - e^{y^{2}{\left(x \right)}}\right) y{\left(x \right)} = \frac{dx}{2}$$

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

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = - \sqrt{C_{1} + x - W\left(- e^{C_{1} + x}\right)}$$
$$\operatorname{y_{2}} = y{\left(x \right)} = \sqrt{C_{1} + x - W\left(- e^{C_{1} + x}\right)}$$
Respuesta [src]
           ______________________
          /           /  C1 + x\ 
y(x) = -\/  C1 + x - W\-e      / 
$$y{\left(x \right)} = - \sqrt{C_{1} + x - W\left(- e^{C_{1} + x}\right)}$$
          ______________________
         /           /  C1 + x\ 
y(x) = \/  C1 + x - W\-e      / 
$$y{\left(x \right)} = \sqrt{C_{1} + x - W\left(- e^{C_{1} + x}\right)}$$
Gráfico para el problema de Cauchy
Clasificación
factorable
separable
1st exact
1st power series
lie group
separable Integral
1st exact 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)