Sr Examen

Ecuación diferencial (e^xsiny)dx+(e^xcosy)dy=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]
 x             d                   x    
e *sin(y(x)) + --(y(x))*cos(y(x))*e  = 0
               dx                       
$$e^{x} \sin{\left(y{\left(x \right)} \right)} + e^{x} \cos{\left(y{\left(x \right)} \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = 0$$
exp(x)*sin(y) + exp(x)*cos(y)*y' = 0
Solución detallada
Tenemos la ecuación:
$$e^{x} \sin{\left(y{\left(x \right)} \right)} + e^{x} \cos{\left(y{\left(x \right)} \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = 0$$
Esta ecuación diferencial tiene la forma:
f1(x)*g1(y)*y' = f2(x)*g2(y),

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

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

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

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

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = \pi - \operatorname{asin}{\left(C_{1} e^{- x} \right)}$$
$$\operatorname{y_{2}} = y{\left(x \right)} = \operatorname{asin}{\left(C_{1} e^{- x} \right)}$$
Respuesta [src]
                /    -x\
y(x) = pi - asin\C1*e  /
$$y{\left(x \right)} = \pi - \operatorname{asin}{\left(C_{1} e^{- x} \right)}$$
           /    -x\
y(x) = asin\C1*e  /
$$y{\left(x \right)} = \operatorname{asin}{\left(C_{1} e^{- x} \right)}$$
Gráfico para el problema de Cauchy
Clasificación
factorable
separable
1st exact
almost linear
1st power series
lie group
separable Integral
1st exact Integral
almost linear Integral
Respuesta numérica [src]
(x, y):
(-10.0, 0.75)
(-7.777777777777778, 0.073935173169164)
(-5.555555555555555, 0.008004996372546546)
(-3.333333333333333, 0.0008674744383864833)
(-1.1111111111111107, 9.400746296008742e-05)
(1.1111111111111107, 1.0187503202629014e-05)
(3.333333333333334, 1.1033879248135056e-06)
(5.555555555555557, 1.2010400885225263e-07)
(7.777777777777779, 1.2910028957785058e-08)
(10.0, 1.5254574654897054e-09)
(10.0, 1.5254574654897054e-09)