Sr Examen

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

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

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

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

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

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = - \frac{1}{C_{1} + e^{\cos{\left(x \right)}}}$$
Respuesta [src]
           -1      
y(x) = ------------
             cos(x)
       C1 + e      
$$y{\left(x \right)} = - \frac{1}{C_{1} + e^{\cos{\left(x \right)}}}$$
Gráfico para el problema de Cauchy
Clasificación
separable
1st exact
1st power series
lie group
separable Integral
1st exact Integral
Respuesta numérica [src]
(x, y):
(-10.0, 0.75)
(-7.777777777777778, 1.4570010594700105)
(-5.555555555555555, 2055060088.6856022)
(-3.333333333333333, nan)
(-1.1111111111111107, 2.78363573e-315)
(1.1111111111111107, 8.427456047434801e+197)
(3.333333333333334, 3.1933833808213433e-248)
(5.555555555555557, 6.397106897951207e+170)
(7.777777777777779, 8.388243571827427e+296)
(10.0, 3.861029683e-315)
(10.0, 3.861029683e-315)