Sr Examen

Ecuación diferencial dy/dx+y^2-y=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           
y (x) - y(x) + --(y(x)) = 0
               dx          
$$y^{2}{\left(x \right)} - y{\left(x \right)} + \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = 0$$
y^2 - y + y' = 0
Solución detallada
Tenemos la ecuación:
$$y^{2}{\left(x \right)} - y{\left(x \right)} + \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = 0$$
Esta ecuación diferencial tiene la forma:
f1(x)*g1(y)*y' = f2(x)*g2(y),

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

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

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

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

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = \frac{1}{C_{1} e^{- x} + 1}$$
Respuesta [src]
           1     
y(x) = ----------
               -x
       1 + C1*e  
$$y{\left(x \right)} = \frac{1}{C_{1} e^{- x} + 1}$$
Gráfico para el problema de Cauchy
Clasificación
separable
1st exact
Bernoulli
1st power series
lie group
separable Integral
1st exact Integral
Bernoulli Integral
Respuesta numérica [src]
(x, y):
(-10.0, 0.75)
(-7.777777777777778, 0.9651366636504621)
(-5.555555555555555, 0.9961006800202903)
(-3.333333333333333, 0.9995759543574485)
(-1.1111111111111107, 0.9999540274400491)
(1.1111111111111107, 0.9999950205041547)
(3.333333333333334, 0.9999994568996131)
(5.555555555555557, 0.9999999435923286)
(7.777777777777779, 0.9999999932569118)
(10.0, 0.9999999992739433)
(10.0, 0.9999999992739433)