Sr Examen

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

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

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

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

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

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = \log{\left(C_{1} e^{x} - 1 \right)}$$
Respuesta [src]
          /         x\
y(x) = log\-1 + C1*e /
$$y{\left(x \right)} = \log{\left(C_{1} e^{x} - 1 \right)}$$
Gráfico para el problema de Cauchy
Clasificación
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, 3.32370773406757)
(-5.555555555555555, 5.577540827010352)
(-3.333333333333333, 7.803129464229514)
(-1.1111111111111107, 10.025715861312397)
(1.1111111111111107, 12.247977562052856)
(3.333333333333334, 14.47020409806833)
(5.555555555555557, 16.69242679395949)
(7.777777777777779, 18.914649068470002)
(10.0, 21.136871318918892)
(10.0, 21.136871318918892)