Sr Examen

Ecuación diferencial dy/dt=t/(y+2)

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             t    
--(y(t)) = --------
dt         2 + y(t)
$$\frac{d}{d t} y{\left(t \right)} = \frac{t}{y{\left(t \right)} + 2}$$
y' = t/(y + 2)
Solución detallada
Tenemos la ecuación:
$$\frac{d}{d t} y{\left(t \right)} = \frac{t}{y{\left(t \right)} + 2}$$
Esta ecuación diferencial tiene la forma:
f1(x)*g1(y)*y' = f2(x)*g2(y),

donde
$$\operatorname{f_{1}}{\left(t \right)} = 1$$
$$\operatorname{g_{1}}{\left(y \right)} = 1$$
$$\operatorname{f_{2}}{\left(t \right)} = t$$
$$\operatorname{g_{2}}{\left(y \right)} = \frac{1}{y{\left(t \right)} + 2}$$
Pasemos la ecuación a la forma:
g1(y)/g2(y)*y'= f2(x)/f1(x).

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

Ahora multipliquemos las dos partes de la ecuación por dt,
entonces la ecuación será así
$$dt \left(y{\left(t \right)} + 2\right) \frac{d}{d t} y{\left(t \right)} = dt t$$
o
$$dy \left(y{\left(t \right)} + 2\right) = dt t$$

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

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(t \right)} = - \sqrt{C_{1} + t^{2}} - 2$$
$$\operatorname{y_{2}} = y{\left(t \right)} = \sqrt{C_{1} + t^{2}} - 2$$
Respuesta [src]
               _________
              /       2 
y(t) = -2 - \/  C1 + t  
$$y{\left(t \right)} = - \sqrt{C_{1} + t^{2}} - 2$$
               _________
              /       2 
y(t) = -2 + \/  C1 + t  
$$y{\left(t \right)} = \sqrt{C_{1} + t^{2}} - 2$$
Gráfico para el problema de Cauchy
Clasificación
separable
1st exact
linear coefficients
1st power series
lie group
separable Integral
1st exact Integral
linear coefficients Integral
Respuesta numérica [src]
(t, y):
(-10.0, 0.75)
(-7.777777777777778, -2.000000007059126)
(-5.555555555555555, 2.17e-322)
(-3.333333333333333, nan)
(-1.1111111111111107, 2.78363573e-315)
(1.1111111111111107, 6.971028255580836e+173)
(3.333333333333334, 3.1933833808213398e-248)
(5.555555555555557, 2.3858701223325355e+180)
(7.777777777777779, 8.388243567735593e+296)
(10.0, 3.861029683e-315)
(10.0, 3.861029683e-315)