Sr Examen

Ecuación diferencial ydy=x⁴dx

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

donde
$$\operatorname{f_{1}}{\left(x \right)} = 1$$
$$\operatorname{g_{1}}{\left(y \right)} = 1$$
$$\operatorname{f_{2}}{\left(x \right)} = - x^{4}$$
$$\operatorname{g_{2}}{\left(y \right)} = - \frac{1}{y{\left(x \right)}}$$
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
$$- y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = - x^{4}$$
Con esto hemos separado las variables x y y.

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

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.
$$\int \left(- y\right)\, dy = \int \left(- x^{4}\right)\, dx$$
Solución detallada de la integral con y
Solución detallada de la integral con x
Tomemos estas integrales
$$- \frac{y^{2}}{2} = Const - \frac{x^{5}}{5}$$
Solución detallada de una ecuación simple
Hemos recibido una ecuación ordinaria con la incógnica y.
(Const - es una constante)

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = - \frac{\sqrt{C_{1} + 10 x^{5}}}{5}$$
$$\operatorname{y_{2}} = y{\left(x \right)} = \frac{\sqrt{C_{1} + 10 x^{5}}}{5}$$
Respuesta [src]
           ____________ 
          /          5  
       -\/  C1 + 10*x   
y(x) = -----------------
               5        
$$y{\left(x \right)} = - \frac{\sqrt{C_{1} + 10 x^{5}}}{5}$$
          ____________
         /          5 
       \/  C1 + 10*x  
y(x) = ---------------
              5       
$$y{\left(x \right)} = \frac{\sqrt{C_{1} + 10 x^{5}}}{5}$$
Gráfico para el problema de Cauchy
Clasificación
separable
1st exact
Bernoulli
1st power series
lie group
separable Integral
1st exact Integral
Bernoulli Integral
Respuesta numérica [src]
(x, y):
(-10.0, 0.75)
(-7.777777777777778, 169.16099867926692)
(-5.555555555555555, 194.6373031240116)
(-3.333333333333333, 199.5894728783937)
(-1.1111111111111107, 199.99972496595205)
(1.1111111111111107, 200.00311251967068)
(3.333333333333334, 200.41250666794474)
(5.555555555555557, 205.22536239676867)
(7.777777777777779, 226.68411338443485)
(10.0, 282.8437076001634)
(10.0, 282.8437076001634)