Sr Examen

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Ecuación diferencial sin^3*3x*y'=1/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]
     3    d           1  
x*sin (3)*--(y(x)) = ----
          dx         y(x)
$$x \sin^{3}{\left(3 \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = \frac{1}{y{\left(x \right)}}$$
x*sin(3)^3*y' = 1/y
Solución detallada
Tenemos la ecuación:
$$x \sin^{3}{\left(3 \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = \frac{1}{y{\left(x \right)}}$$
Esta ecuación diferencial tiene la forma:
f1(x)*g1(y)*y' = f2(x)*g2(y),

donde
$$\operatorname{f_{1}}{\left(x \right)} = 1$$
$$\operatorname{g_{1}}{\left(y \right)} = 1$$
$$\operatorname{f_{2}}{\left(x \right)} = - \frac{1}{x}$$
$$\operatorname{g_{2}}{\left(y \right)} = - \frac{1}{y{\left(x \right)} \sin^{3}{\left(3 \right)}}$$
Pasemos la ecuación a la forma:
g1(y)/g2(y)*y'= f2(x)/f1(x).

Dividamos ambos miembros de la ecuación en g2(y)
$$- \frac{1}{y{\left(x \right)} \sin^{3}{\left(3 \right)}}$$
obtendremos
$$- y{\left(x \right)} \sin^{3}{\left(3 \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = - \frac{1}{x}$$
Con esto hemos separado las variables x y y.

Ahora multipliquemos las dos partes de la ecuación por dx,
entonces la ecuación será así
$$- dx y{\left(x \right)} \sin^{3}{\left(3 \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = - \frac{dx}{x}$$
o
$$- dy y{\left(x \right)} \sin^{3}{\left(3 \right)} = - \frac{dx}{x}$$

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.
$$\int \left(- y \sin^{3}{\left(3 \right)}\right)\, dy = \int \left(- \frac{1}{x}\right)\, dx$$
Solución detallada de la integral con y
Solución detallada de la integral con x
Tomemos estas integrales
$$- \frac{y^{2} \sin^{3}{\left(3 \right)}}{2} = Const - \log{\left(x \right)}$$
Solución detallada de una ecuación simple
Hemos recibido una ecuación ordinaria con la incógnica y.
(Const - es una constante)

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = - \frac{\sqrt{C_{1} + 2 \log{\left(x \right)}}}{\sin^{\frac{3}{2}}{\left(3 \right)}}$$
$$\operatorname{y_{2}} = y{\left(x \right)} = \frac{\sqrt{C_{1} + 2 \log{\left(x \right)}}}{\sin^{\frac{3}{2}}{\left(3 \right)}}$$
Respuesta [src]
          _______________ 
       -\/ C1 + 2*log(x)  
y(x) = -------------------
               3/2        
            sin   (3)     
$$y{\left(x \right)} = - \frac{\sqrt{C_{1} + 2 \log{\left(x \right)}}}{\sin^{\frac{3}{2}}{\left(3 \right)}}$$
         _______________
       \/ C1 + 2*log(x) 
y(x) = -----------------
              3/2       
           sin   (3)    
$$y{\left(x \right)} = \frac{\sqrt{C_{1} + 2 \log{\left(x \right)}}}{\sin^{\frac{3}{2}}{\left(3 \right)}}$$
Gráfico para el problema de Cauchy
Clasificación
separable
1st exact
Bernoulli
separable reduced
lie group
separable Integral
1st exact Integral
Bernoulli Integral
separable reduced Integral
Respuesta numérica [src]
(x, y):
(-10.0, 0.75)
(-7.777777777777778, 8.806359075803701e-09)
(-5.555555555555555, 2.17e-322)
(-3.333333333333333, nan)
(-1.1111111111111107, 2.78363573e-315)
(1.1111111111111107, 8.427456047434801e+197)
(3.333333333333334, 3.1933833808213433e-248)
(5.555555555555557, 1.1613466620965753e-46)
(7.777777777777779, 8.38824356733744e+296)
(10.0, 3.861029683e-315)
(10.0, 3.861029683e-315)