Sr Examen

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

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

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

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

Tomemos la integral de las dos partes de la ecuación:
- de la parte izquierda la integral por x,
- de la parte derecha la integral por y.
$$\int x \sin{\left(x \right)}\, dx = \int \left(- y\right)\, dy$$
Solución detallada de la integral con x
Solución detallada de la integral con y
Tomemos estas integrales
$$- x \cos{\left(x \right)} + \sin{\left(x \right)} = Const - \frac{y^{2}}{2}$$
Solución detallada de una ecuación simple
Hemos recibido una ecuación ordinaria con la incógnica x.
(Const - es una constante)

La solución:
$$\operatorname{x_{1}} = x{\left(y \right)} = 0$$
$$\operatorname{x_{2}} = \frac{y^{2}}{2} - x{\left(y \right)} \cos{\left(x{\left(y \right)} \right)} + \sin{\left(x{\left(y \right)} \right)} = C_{1}$$
Respuesta [src]
x(y) = 0
$$x{\left(y \right)} = 0$$
 2                                  
y                                   
-- - cos(x(y))*x(y) + sin(x(y)) = C1
2                                   
$$\frac{y^{2}}{2} - x{\left(y \right)} \cos{\left(x{\left(y \right)} \right)} + \sin{\left(x{\left(y \right)} \right)} = C_{1}$$
Gráfico para el problema de Cauchy
Clasificación
factorable
separable
1st exact
1st power series
lie group
separable Integral
1st exact Integral
Respuesta numérica [src]
(y, x):
(-10.0, 0.75)
(-7.777777777777778, 3.141592655991252)
(-5.555555555555555, 2.17e-322)
(-3.333333333333333, nan)
(-1.1111111111111107, 2.78363573e-315)
(1.1111111111111107, 8.427456047434801e+197)
(3.333333333333334, 3.1933833808213433e-248)
(5.555555555555557, 4.958783545387881e-62)
(7.777777777777779, 8.388243567338486e+296)
(10.0, 3.861029683e-315)
(10.0, 3.861029683e-315)