Sr Examen

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Ecuación diferencial sqrt(1−𝑦2)dx+y*sqrt(1−𝑥2)dy=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                
\/ 1 - y2  + \/ 1 - x2 *--(y(x))*y(x) = 0
                        dx               
$$\sqrt{1 - x_{2}} y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} + \sqrt{1 - y_{2}} = 0$$
sqrt(1 - x2)*y*y' + sqrt(1 - y2) = 0
Solución detallada
Tenemos la ecuación:
$$\sqrt{1 - x_{2}} y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} + \sqrt{1 - y_{2}} = 0$$
Esta ecuación diferencial tiene la forma:
f1(x)*g1(y)*y' = f2(x)*g2(y),

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

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

Ahora multipliquemos las dos partes de la ecuación por dx,
entonces la ecuación será así
$$dx \sqrt{1 - x_{2}} y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = - dx \sqrt{1 - y_{2}}$$
o
$$dy \sqrt{1 - x_{2}} y{\left(x \right)} = - dx \sqrt{1 - y_{2}}$$

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

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = - \sqrt{2} \sqrt{\frac{C_{1} - x \sqrt{1 - y_{2}}}{\sqrt{1 - x_{2}}}}$$
$$\operatorname{y_{2}} = y{\left(x \right)} = \sqrt{2} \sqrt{\frac{C_{1} - x \sqrt{1 - y_{2}}}{\sqrt{1 - x_{2}}}}$$
Respuesta [src]
                    ___________________
                   /          ________ 
          ___     /  C1 - x*\/ 1 - y2  
y(x) = -\/ 2 *   /   ----------------- 
                /          ________    
              \/         \/ 1 - x2     
$$y{\left(x \right)} = - \sqrt{2} \sqrt{\frac{C_{1} - x \sqrt{1 - y_{2}}}{\sqrt{1 - x_{2}}}}$$
                   ___________________
                  /          ________ 
         ___     /  C1 - x*\/ 1 - y2  
y(x) = \/ 2 *   /   ----------------- 
               /          ________    
             \/         \/ 1 - x2     
$$y{\left(x \right)} = \sqrt{2} \sqrt{\frac{C_{1} - x \sqrt{1 - y_{2}}}{\sqrt{1 - x_{2}}}}$$
Clasificación
separable
1st exact
1st power series
lie group
separable Integral
1st exact Integral