Sr Examen

Ecuación diferencial ysinxdx+(dy)/(sqrty)=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                         
--(y(x))                  
dx                        
-------- + sin(x)*y(x) = 0
  ______                  
\/ y(x)                   
$$y{\left(x \right)} \sin{\left(x \right)} + \frac{\frac{d}{d x} y{\left(x \right)}}{\sqrt{y{\left(x \right)}}} = 0$$
y*sin(x) + y'/sqrt(y) = 0
Solución detallada
Tenemos la ecuación:
$$y{\left(x \right)} \sin{\left(x \right)} + \frac{\frac{d}{d x} y{\left(x \right)}}{\sqrt{y{\left(x \right)}}} = 0$$
Esta ecuación diferencial tiene la forma:
f1(x)*g1(y)*y' = f2(x)*g2(y),

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

Dividamos ambos miembros de la ecuación en g2(y)
$$y^{\frac{3}{2}}{\left(x \right)}$$
obtendremos
$$\frac{\frac{d}{d x} y{\left(x \right)}}{y^{\frac{3}{2}}{\left(x \right)}} = - \sin{\left(x \right)}$$
Con esto hemos separado las variables x y y.

Ahora multipliquemos las dos partes de la ecuación por dx,
entonces la ecuación será así
$$\frac{dx \frac{d}{d x} y{\left(x \right)}}{y^{\frac{3}{2}}{\left(x \right)}} = - dx \sin{\left(x \right)}$$
o
$$\frac{dy}{y^{\frac{3}{2}}{\left(x \right)}} = - dx \sin{\left(x \right)}$$

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

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = \frac{4}{C_{1}^{2} + 2 C_{1} \cos{\left(x \right)} + \cos^{2}{\left(x \right)}}$$
Respuesta [src]
                    4             
y(x) = ---------------------------
         2      2                 
       C1  + cos (x) + 2*C1*cos(x)
$$y{\left(x \right)} = \frac{4}{C_{1}^{2} + 2 C_{1} \cos{\left(x \right)} + \cos^{2}{\left(x \right)}}$$
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, 2.0578341147258463)
(-5.555555555555555, 7.639963240935168)
(-3.333333333333333, 0.6653005910601164)
(-1.1111111111111107, 3.7949317746027385)
(1.1111111111111107, 3.7949318468191704)
(3.333333333333334, 0.6653005773515305)
(5.555555555555557, 7.639964029648685)
(7.777777777777779, 2.057834233855284)
(10.0, 0.7500002028417077)
(10.0, 0.7500002028417077)