Sr Examen

Ecuación diferencial sec(12*x)*y'=6/(y+2)

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                       6    
--(y(x))*sec(12*x) = --------
dx                   2 + y(x)
$$\sec{\left(12 x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = \frac{6}{y{\left(x \right)} + 2}$$
sec(12*x)*y' = 6/(y + 2)
Solución detallada
Tenemos la ecuación:
$$\sec{\left(12 x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = \frac{6}{y{\left(x \right)} + 2}$$
Esta ecuación diferencial tiene la forma:
f1(x)*g1(y)*y' = f2(x)*g2(y),

donde
$$\operatorname{f_{1}}{\left(x \right)} = 1$$
$$\operatorname{g_{1}}{\left(y \right)} = 1$$
$$\operatorname{f_{2}}{\left(x \right)} = 6 \cos{\left(12 x \right)}$$
$$\operatorname{g_{2}}{\left(y \right)} = \frac{1}{y{\left(x \right)} + 2}$$
Pasemos la ecuación a la forma:
g1(y)/g2(y)*y'= f2(x)/f1(x).

Dividamos ambos miembros de la ecuación en g2(y)
$$\frac{1}{y{\left(x \right)} + 2}$$
obtendremos
$$\left(y{\left(x \right)} + 2\right) \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = 6 \cos{\left(12 x \right)}$$
Con esto hemos separado las variables x y y.

Ahora multipliquemos las dos partes de la ecuación por dx,
entonces la ecuación será así
$$dx \left(y{\left(x \right)} + 2\right) \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = 6 dx \cos{\left(12 x \right)}$$
o
$$dy \left(y{\left(x \right)} + 2\right) = 6 dx \cos{\left(12 x \right)}$$

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.
$$\int \left(y + 2\right)\, dy = \int 6 \cos{\left(12 x \right)}\, dx$$
Solución detallada de la integral con y
Solución detallada de la integral con x
Tomemos estas integrales
$$\frac{y^{2}}{2} + 2 y = Const + \frac{\sin{\left(12 x \right)}}{2}$$
Solución detallada de una ecuación simple
Hemos recibido una ecuación ordinaria con la incógnica y.
(Const - es una constante)

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = - \sqrt{C_{1} + \sin{\left(12 x \right)}} - 2$$
$$\operatorname{y_{2}} = y{\left(x \right)} = \sqrt{C_{1} + \sin{\left(12 x \right)}} - 2$$
Respuesta [src]
              ________________
y(x) = -2 - \/ C1 + sin(12*x) 
$$y{\left(x \right)} = - \sqrt{C_{1} + \sin{\left(12 x \right)}} - 2$$
              ________________
y(x) = -2 + \/ C1 + sin(12*x) 
$$y{\left(x \right)} = \sqrt{C_{1} + \sin{\left(12 x \right)}} - 2$$
Gráfico para el problema de Cauchy
Clasificación
factorable
separable
1st power series
lie group
separable Integral
Respuesta numérica [src]
(x, y):
(-10.0, 0.75)
(-7.777777777777778, 0.9892033485224184)
(-5.555555555555555, 0.9634656624064913)
(-3.333333333333333, 0.7199259433448109)
(-1.1111111111111107, 0.7293145143609101)
(1.1111111111111107, 0.9727193669732608)
(3.333333333333334, 0.9813119887902754)
(5.555555555555557, 0.7393593270179855)
(7.777777777777779, 0.7112509928697561)
(10.0, 0.9535940048439803)
(10.0, 0.9535940048439803)