Sr Examen

Ecuación diferencial xcosxdx+(1-6y⁵)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]
              5    d          d           
x*cos(x) - 6*y (x)*--(y(x)) + --(y(x)) = 0
                   dx         dx          
$$x \cos{\left(x \right)} - 6 y^{5}{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} + \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = 0$$
x*cos(x) - 6*y^5*y' + y' = 0
Solución detallada
Tenemos la ecuación:
$$x \cos{\left(x \right)} - 6 y^{5}{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} + \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = 0$$
Esta ecuación diferencial tiene la forma:
f1(x)*g1(y)*y' = f2(x)*g2(y),

donde
$$\operatorname{f_{1}}{\left(x \right)} = 1$$
$$\operatorname{g_{1}}{\left(y \right)} = 1$$
$$\operatorname{f_{2}}{\left(x \right)} = x \cos{\left(x \right)}$$
$$\operatorname{g_{2}}{\left(y \right)} = \frac{1}{6 y^{5}{\left(x \right)} - 1}$$
Pasemos la ecuación a la forma:
g1(y)/g2(y)*y'= f2(x)/f1(x).

Dividamos ambos miembros de la ecuación en g2(y)
$$\frac{1}{6 y^{5}{\left(x \right)} - 1}$$
obtendremos
$$\left(6 y^{5}{\left(x \right)} - 1\right) \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = x \cos{\left(x \right)}$$
Con esto hemos separado las variables x y y.

Ahora multipliquemos las dos partes de la ecuación por dx,
entonces la ecuación será así
$$dx \left(6 y^{5}{\left(x \right)} - 1\right) \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = dx x \cos{\left(x \right)}$$
o
$$dy \left(6 y^{5}{\left(x \right)} - 1\right) = dx x \cos{\left(x \right)}$$

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.
$$\int \left(6 y^{5} - 1\right)\, dy = \int x \cos{\left(x \right)}\, dx$$
Solución detallada de la integral con y
Solución detallada de la integral con x
Tomemos estas integrales
$$y^{6} - y = Const + x \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}$$
Solución detallada de una ecuación simple
Hemos recibido una ecuación ordinaria con la incógnica y.
(Const - es una constante)

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = - x \sin{\left(x \right)} + y^{6}{\left(x \right)} - y{\left(x \right)} - \cos{\left(x \right)} = C_{1}$$
Respuesta [src]
 6                                   
y (x) - cos(x) - y(x) - x*sin(x) = C1
$$- x \sin{\left(x \right)} + y^{6}{\left(x \right)} - y{\left(x \right)} - \cos{\left(x \right)} = C_{1}$$
Gráfico para el problema de Cauchy
Clasificación
factorable
separable
1st exact
1st power series
lie group
separable Integral
1st exact Integral
Respuesta numérica [src]
(x, y):
(-10.0, 0.75)
(-7.777777777777778, 1.572347601511889)
(-5.555555555555555, 1.2609673649275)
(-3.333333333333333, 1.3251760123430882)
(-1.1111111111111107, 1.4307361316849705)
(1.1111111111111107, 1.4307360953020827)
(3.333333333333334, 1.3251762421220505)
(5.555555555555557, 1.2609675625548156)
(7.777777777777779, 1.5723478371274844)
(10.0, 0.74996274436449)
(10.0, 0.74996274436449)