Sr Examen

Ecuación diferencial exdx+4ydy=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                x    
4*--(y(x))*y(x) + e  = 0
  dx                    
$$4 y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} + e^{x} = 0$$
4*y*y' + exp(x) = 0
Solución detallada
Tenemos la ecuación:
$$4 y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} + e^{x} = 0$$
Esta ecuación diferencial tiene la forma:
f1(x)*g1(y)*y' = f2(x)*g2(y),

donde
$$\operatorname{f_{1}}{\left(x \right)} = 1$$
$$\operatorname{g_{1}}{\left(y \right)} = 1$$
$$\operatorname{f_{2}}{\left(x \right)} = - \frac{e^{x}}{4}$$
$$\operatorname{g_{2}}{\left(y \right)} = \frac{1}{y{\left(x \right)}}$$
Pasemos la ecuación a la forma:
g1(y)/g2(y)*y'= f2(x)/f1(x).

Dividamos ambos miembros de la ecuación en g2(y)
$$\frac{1}{y{\left(x \right)}}$$
obtendremos
$$y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = - \frac{e^{x}}{4}$$
Con esto hemos separado las variables x y y.

Ahora multipliquemos las dos partes de la ecuación por dx,
entonces la ecuación será así
$$dx y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = - \frac{dx e^{x}}{4}$$
o
$$dy y{\left(x \right)} = - \frac{dx e^{x}}{4}$$

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.
$$\int y\, dy = \int \left(- \frac{e^{x}}{4}\right)\, dx$$
Solución detallada de la integral con y
Solución detallada de la integral con x
Tomemos estas integrales
$$\frac{y^{2}}{2} = Const - \frac{e^{x}}{4}$$
Solución detallada de una ecuación simple
Hemos recibido una ecuación ordinaria con la incógnica y.
(Const - es una constante)

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = - \frac{\sqrt{C_{1} - 2 e^{x}}}{2}$$
$$\operatorname{y_{2}} = y{\left(x \right)} = \frac{\sqrt{C_{1} - 2 e^{x}}}{2}$$
Respuesta [src]
           ___________ 
          /         x  
       -\/  C1 - 2*e   
y(x) = ----------------
              2        
$$y{\left(x \right)} = - \frac{\sqrt{C_{1} - 2 e^{x}}}{2}$$
          ___________
         /         x 
       \/  C1 - 2*e  
y(x) = --------------
             2       
$$y{\left(x \right)} = \frac{\sqrt{C_{1} - 2 e^{x}}}{2}$$
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, 0.7498753605862141)
(-5.555555555555555, 0.7487251517537046)
(-3.333333333333333, 0.7380277562598884)
(-1.1111111111111107, 0.6308128745954202)
(1.1111111111111107, 4.196159281785448e-09)
(3.333333333333334, 3.1933833808213433e-248)
(5.555555555555557, 2.5910489201161894e+184)
(7.777777777777779, 8.38824356697528e+296)
(10.0, 3.861029683e-315)
(10.0, 3.861029683e-315)