Sr Examen

Ecuación diferencial yyy'+x=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]
     2    d           
x + y (x)*--(y(x)) = 0
          dx          
$$x + y^{2}{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = 0$$
x + y^2*y' = 0
Solución detallada
Tenemos la ecuación:
$$x + y^{2}{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = 0$$
Esta ecuación diferencial tiene la forma:
f1(x)*g1(y)*y' = f2(x)*g2(y),

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

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

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

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

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = \sqrt[3]{C_{1} - \frac{3 x^{2}}{2}}$$
$$\operatorname{y_{2}} = y{\left(x \right)} = \frac{\left(-1 - \sqrt{3} i\right) \sqrt[3]{C_{1} - \frac{3 x^{2}}{2}}}{2}$$
$$\operatorname{y_{3}} = y{\left(x \right)} = \frac{\left(-1 + \sqrt{3} i\right) \sqrt[3]{C_{1} - \frac{3 x^{2}}{2}}}{2}$$
Respuesta [src]
            ___________
           /         2 
          /       3*x  
y(x) = 3 /   C1 - ---- 
       \/          2   
$$y{\left(x \right)} = \sqrt[3]{C_{1} - \frac{3 x^{2}}{2}}$$
            ___________               
           /         2                
          /       3*x   /         ___\
       3 /   C1 - ---- *\-1 - I*\/ 3 /
       \/          2                  
y(x) = -------------------------------
                      2               
$$y{\left(x \right)} = \frac{\left(-1 - \sqrt{3} i\right) \sqrt[3]{C_{1} - \frac{3 x^{2}}{2}}}{2}$$
            ___________               
           /         2                
          /       3*x   /         ___\
       3 /   C1 - ---- *\-1 + I*\/ 3 /
       \/          2                  
y(x) = -------------------------------
                      2               
$$y{\left(x \right)} = \frac{\left(-1 + \sqrt{3} i\right) \sqrt[3]{C_{1} - \frac{3 x^{2}}{2}}}{2}$$
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, 3.907920354361626)
(-5.555555555555555, 4.704561586314459)
(-3.333333333333333, 5.114112182203732)
(-1.1111111111111107, 5.296354943698178)
(1.1111111111111107, 5.296354972753446)
(3.333333333333334, 5.114112165916656)
(5.555555555555557, 4.704561306120082)
(7.777777777777779, 3.9079195160693256)
(10.0, 0.7499632973569094)
(10.0, 0.7499632973569094)