Sr Examen

Ecuación diferencial y'-(e^(-2x)*y)/lny

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

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

Dividamos ambos miembros de la ecuación en g2(y)
$$- \frac{y{\left(x \right)}}{\log{\left(y{\left(x \right)} \right)}}$$
obtendremos
$$- \frac{\log{\left(y{\left(x \right)} \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)}}{y{\left(x \right)}} = - e^{- 2 x}$$
Con esto hemos separado las variables x y y.

Ahora multipliquemos las dos partes de la ecuación por dx,
entonces la ecuación será así
$$- \frac{dx \log{\left(y{\left(x \right)} \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)}}{y{\left(x \right)}} = - dx e^{- 2 x}$$
o
$$- \frac{dy \log{\left(y{\left(x \right)} \right)}}{y{\left(x \right)}} = - dx e^{- 2 x}$$

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.
$$\int \left(- \frac{\log{\left(y \right)}}{y}\right)\, dy = \int \left(- e^{- 2 x}\right)\, dx$$
Solución detallada de la integral con y
Solución detallada de la integral con x
Tomemos estas integrales
$$- \frac{\log{\left(y \right)}^{2}}{2} = Const + \frac{e^{- 2 x}}{2}$$
Solución detallada de una ecuación simple
Hemos recibido una ecuación ordinaria con la incógnica y.
(Const - es una constante)

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = e^{- \sqrt{C_{1} - e^{- 2 x}}}$$
$$\operatorname{y_{2}} = y{\left(x \right)} = e^{\sqrt{C_{1} - e^{- 2 x}}}$$
Respuesta [src]
            ____________
           /       -2*x 
        -\/  C1 - e     
y(x) = e                
$$y{\left(x \right)} = e^{- \sqrt{C_{1} - e^{- 2 x}}}$$
           ____________
          /       -2*x 
        \/  C1 - e     
y(x) = e               
$$y{\left(x \right)} = e^{\sqrt{C_{1} - e^{- 2 x}}}$$
Gráfico para el problema de Cauchy
Clasificación
separable
1st exact
1st power series
lie group
separable Integral
1st exact Integral
Respuesta numérica [src]
(x, y):
(-10.0, 0.75)
(-7.777777777777778, nan)
(-5.555555555555555, nan)
(-3.333333333333333, nan)
(-1.1111111111111107, nan)
(1.1111111111111107, nan)
(3.333333333333334, nan)
(5.555555555555557, nan)
(7.777777777777779, nan)
(10.0, nan)
(10.0, nan)