Sr Examen

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Ecuación diferencial pi^2*x/4+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          2          
pi *x(y)    d           
-------- + ---(x(y)) = 0
   4         2          
           dy           
$$\frac{\pi^{2} x{\left(y \right)}}{4} + \frac{d^{2}}{d y^{2}} x{\left(y \right)} = 0$$
pi^2*x/4 + x'' = 0
Solución detallada
Tenemos la ecuación:
$$\frac{\pi^{2} x{\left(y \right)}}{4} + \frac{d^{2}}{d y^{2}} x{\left(y \right)} = 0$$
Esta ecuación diferencial tiene la forma:
y'' + p*y' + q*y = 0,

donde
$$p = 0$$
$$q = \frac{\pi^{2}}{4}$$
Se llama lineal homogénea
ecuación diferencial de 2 orden con factores constantes.
No hay mucha dificultad en la resolución de esta ecuación
Primero resolvamos la ecuación lineal homogénea correspondiente
y'' + p*y' + q*y = 0

Primero hallemos las raíces de la ecuación característica
$$q + \left(k^{2} + k p\right) = 0$$
En nuestro caso la ecuación característica va a tener la forma:
$$k^{2} + \frac{\pi^{2}}{4} = 0$$
Solución detallada de una ecuación simple
- es una ecuación cuadrática simple
Raíces de esta ecuación:
$$k_{1} = - \frac{i \pi}{2}$$
$$k_{2} = \frac{i \pi}{2}$$
Como la ecuación característica tiene dos raíces,
y las raíces tienen una forma exclusivamente imaginaria, entonces
la solución de la ecuación diferencial correspondiente tiene la forma:
$$x{\left(y \right)} = C_{1} \sin{\left(y \left|{k_{1}}\right| \right)} + C_{2} \cos{\left(y \left|{k_{2}}\right| \right)}$$
Entonces la respuesta definitiva es:
$$x{\left(y \right)} = C_{1} \sin{\left(\frac{\pi y}{2} \right)} + C_{2} \cos{\left(\frac{\pi y}{2} \right)}$$
Respuesta [src]
             /pi*y\         /pi*y\
x(y) = C1*sin|----| + C2*cos|----|
             \ 2  /         \ 2  /
$$x{\left(y \right)} = C_{1} \sin{\left(\frac{\pi y}{2} \right)} + C_{2} \cos{\left(\frac{\pi y}{2} \right)}$$
Clasificación
nth linear constant coeff homogeneous
2nd power series ordinary