Sr Examen

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

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

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

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

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

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = - W\left(C_{1} e^{- x - 1}\right) - 1$$
Respuesta [src]
             /    -1 - x\
y(x) = -1 - W\C1*e      /
$$y{\left(x \right)} = - W\left(C_{1} e^{- x - 1}\right) - 1$$
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, 4.027536300109387)
(-5.555555555555555, 6.67246646425651)
(-3.333333333333333, 9.177200415291107)
(-1.1111111111111107, 11.614086758456352)
(1.1111111111111107, 14.010226413893566)
(3.333333333333334, 16.378978137791794)
(5.555555555555557, 18.7279767287291)
(7.777777777777779, 21.062018607993515)
(10.0, 23.384323685382732)
(10.0, 23.384323685382732)