Sr Examen
Ecuación diferencial dx*sin(x)+dy/sqrt(y)=0
El profesor se sorprenderá mucho al ver tu solución correcta😉
⌨
Solución
Ha introducido
[src]
d --(y(x)) dx -------- + sin(x) = 0 ______ \/ y(x)
$$\sin{\left(x \right)} + \frac{\frac{d}{d x} y{\left(x \right)}}{\sqrt{y{\left(x \right)}}} = 0$$
sin(x) + y'/sqrt(y) = 0
Solución detallada
Tenemos la ecuación:
$$\sin{\left(x \right)} + \frac{\frac{d}{d x} y{\left(x \right)}}{\sqrt{y{\left(x \right)}}} = 0$$
Esta ecuación diferencial tiene la forma:
donde
$$\operatorname{f_{1}}{\left(x \right)} = 1$$
$$\operatorname{g_{1}}{\left(y \right)} = 1$$
$$\operatorname{f_{2}}{\left(x \right)} = - \sin{\left(x \right)}$$
$$\operatorname{g_{2}}{\left(y \right)} = \sqrt{y{\left(x \right)}}$$
Pasemos la ecuación a la forma:
Dividamos ambos miembros de la ecuación en g2(y)
$$\sqrt{y{\left(x \right)}}$$
obtendremos
$$\frac{\frac{d}{d x} y{\left(x \right)}}{\sqrt{y{\left(x \right)}}} = - \sin{\left(x \right)}$$
Con esto hemos separado las variables x y y.
Ahora multipliquemos las dos partes de la ecuación por dx,
entonces la ecuación será así
$$\frac{dx \frac{d}{d x} y{\left(x \right)}}{\sqrt{y{\left(x \right)}}} = - dx \sin{\left(x \right)}$$
o
$$\frac{dy}{\sqrt{y{\left(x \right)}}} = - dx \sin{\left(x \right)}$$
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.
$$\int \frac{1}{\sqrt{y}}\, dy = \int \left(- \sin{\left(x \right)}\right)\, dx$$
Tomemos estas integrales
$$2 \sqrt{y} = Const + \cos{\left(x \right)}$$
Hemos recibido una ecuación ordinaria con la incógnica y.
(Const - es una constante)
La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = \frac{C_{1}^{2}}{4} + \frac{C_{1} \cos{\left(x \right)}}{2} + \frac{\cos^{2}{\left(x \right)}}{4}$$
$$\sin{\left(x \right)} + \frac{\frac{d}{d x} y{\left(x \right)}}{\sqrt{y{\left(x \right)}}} = 0$$
Esta ecuación diferencial tiene la forma:
f1(x)*g1(y)*y' = f2(x)*g2(y),
donde
$$\operatorname{f_{1}}{\left(x \right)} = 1$$
$$\operatorname{g_{1}}{\left(y \right)} = 1$$
$$\operatorname{f_{2}}{\left(x \right)} = - \sin{\left(x \right)}$$
$$\operatorname{g_{2}}{\left(y \right)} = \sqrt{y{\left(x \right)}}$$
Pasemos la ecuación a la forma:
g1(y)/g2(y)*y'= f2(x)/f1(x).
Dividamos ambos miembros de la ecuación en g2(y)
$$\sqrt{y{\left(x \right)}}$$
obtendremos
$$\frac{\frac{d}{d x} y{\left(x \right)}}{\sqrt{y{\left(x \right)}}} = - \sin{\left(x \right)}$$
Con esto hemos separado las variables x y y.
Ahora multipliquemos las dos partes de la ecuación por dx,
entonces la ecuación será así
$$\frac{dx \frac{d}{d x} y{\left(x \right)}}{\sqrt{y{\left(x \right)}}} = - dx \sin{\left(x \right)}$$
o
$$\frac{dy}{\sqrt{y{\left(x \right)}}} = - dx \sin{\left(x \right)}$$
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.
$$\int \frac{1}{\sqrt{y}}\, dy = \int \left(- \sin{\left(x \right)}\right)\, dx$$
Tomemos estas integrales
$$2 \sqrt{y} = Const + \cos{\left(x \right)}$$
Hemos recibido una ecuación ordinaria con la incógnica y.
(Const - es una constante)
La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = \frac{C_{1}^{2}}{4} + \frac{C_{1} \cos{\left(x \right)}}{2} + \frac{\cos^{2}{\left(x \right)}}{4}$$
Respuesta
[src]
2 2
C1 cos (x) C1*cos(x)
y(x) = --- + ------- + ---------
4 4 2
$$y{\left(x \right)} = \frac{C_{1}^{2}}{4} + \frac{C_{1} \cos{\left(x \right)}}{2} + \frac{\cos^{2}{\left(x \right)}}{4}$$
Clasificación
separable
1st exact
1st power series
lie group
separable Integral
1st exact Integral