Sr Examen

Ecuación diferencial ydx+x^2dy=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                 
$$x^{2} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} + y{\left(x \right)} = 0$$
x^2*y' + y = 0
Solución detallada
Dividamos las dos partes de la ecuación al factor de la derivada de y':
$$x^{2}$$
Recibimos la ecuación:
$$\frac{x^{2} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} + y{\left(x \right)}}{x^{2}} = 0$$
Esta ecuación diferencial tiene la forma:
y' + P(x)y = 0,

donde
$$P{\left(x \right)} = \frac{1}{x^{2}}$$
y
y se llama lineal homogénea
ecuación diferencial de 1 orden:
Es una ecuación con variables separables.
Esta ecuación se resuelve con los pasos siguientes:
De y' + P(x)y = 0 obtenemos

$$\frac{dy}{y} = - P{\left(x \right)} dx$$, con y no igual a 0
$$\int \frac{1}{y}\, dy = - \int P{\left(x \right)}\, dx$$
$$\log{\left(\left|{y}\right| \right)} = - \int P{\left(x \right)}\, dx$$
O,
$$\left|{y}\right| = e^{- \int P{\left(x \right)}\, dx}$$
Por eso,
$$y_{1} = e^{- \int P{\left(x \right)}\, dx}$$
$$y_{2} = - e^{- \int P{\left(x \right)}\, dx}$$
De la expresión se ve que hay que encontrar la integral:
$$\int P{\left(x \right)}\, dx$$
Como
$$P{\left(x \right)} = \frac{1}{x^{2}}$$, entonces
$$\int P{\left(x \right)}\, dx$$ =
= $$\int \frac{1}{x^{2}}\, dx = Const - \frac{1}{x}$$
Solución detallada de la integral
Es decir, la solución de la ecuación lineal homogénea es:
$$y_{1} = e^{C_{1} + \frac{1}{x}}$$
$$y_{2} = - e^{C_{2} + \frac{1}{x}}$$
lo que corresponde a la solución
con cualquier constante C no igual a cero:
$$y = C e^{\frac{1}{x}}$$
Respuesta [src]
           1
           -
           x
y(x) = C1*e 
$$y{\left(x \right)} = C_{1} e^{\frac{1}{x}}$$
Clasificación
separable
1st exact
1st linear
Bernoulli
almost linear
lie group
separable Integral
1st exact Integral
1st linear Integral
Bernoulli Integral
almost linear Integral