Sr Examen

Ecuación diferencial dy/dx=1/(y-1)

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

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

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

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

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

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = 1 - \sqrt{C_{1} + 2 x}$$
$$\operatorname{y_{2}} = y{\left(x \right)} = \sqrt{C_{1} + 2 x} + 1$$
Respuesta [src]
             __________
y(x) = 1 - \/ C1 + 2*x 
$$y{\left(x \right)} = 1 - \sqrt{C_{1} + 2 x}$$
             __________
y(x) = 1 + \/ C1 + 2*x 
$$y{\left(x \right)} = \sqrt{C_{1} + 2 x} + 1$$
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, -1.1229565573227809)
(-5.555555555555555, -1.991887229396964)
(-3.333333333333333, -2.6600319528664853)
(-1.1111111111111107, -3.2237753910504625)
(1.1111111111111107, -3.7206697819178767)
(3.333333333333334, -4.1700259094858865)
(5.555555555555557, -4.583333457851379)
(7.777777777777779, -4.9680865649304415)
(10.0, -5.329494599490807)
(10.0, -5.329494599490807)