Sr Examen

Ecuación diferencial senx+3yy'-2=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]
       d                         
-2 + 3*--(y(x))*y(x) + sin(x) = 0
       dx                        
$$3 y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} + \sin{\left(x \right)} - 2 = 0$$
3*y*y' + sin(x) - 2 = 0
Solución detallada
Tenemos la ecuación:
$$3 y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} + \sin{\left(x \right)} - 2 = 0$$
Esta ecuación diferencial tiene la forma:
f1(x)*g1(y)*y' = f2(x)*g2(y),

donde
$$\operatorname{f_{1}}{\left(x \right)} = 1$$
$$\operatorname{g_{1}}{\left(y \right)} = 1$$
$$\operatorname{f_{2}}{\left(x \right)} = \sin{\left(x \right)} - 2$$
$$\operatorname{g_{2}}{\left(y \right)} = - \frac{1}{3 y{\left(x \right)}}$$
Pasemos la ecuación a la forma:
g1(y)/g2(y)*y'= f2(x)/f1(x).

Dividamos ambos miembros de la ecuación en g2(y)
$$- \frac{1}{3 y{\left(x \right)}}$$
obtendremos
$$- 3 y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = \sin{\left(x \right)} - 2$$
Con esto hemos separado las variables x y y.

Ahora multipliquemos las dos partes de la ecuación por dx,
entonces la ecuación será así
$$- 3 dx y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = dx \left(\sin{\left(x \right)} - 2\right)$$
o
$$- 3 dy y{\left(x \right)} = dx \left(\sin{\left(x \right)} - 2\right)$$

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.
$$\int \left(- 3 y\right)\, dy = \int \left(\sin{\left(x \right)} - 2\right)\, dx$$
Solución detallada de la integral con y
Solución detallada de la integral con x
Tomemos estas integrales
$$- \frac{3 y^{2}}{2} = Const - 2 x - \cos{\left(x \right)}$$
Solución detallada de una ecuación simple
Hemos recibido una ecuación ordinaria con la incógnica y.
(Const - es una constante)

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = - \frac{\sqrt{C_{1} + 12 x + 6 \cos{\left(x \right)}}}{3}$$
$$\operatorname{y_{2}} = y{\left(x \right)} = \frac{\sqrt{C_{1} + 12 x + 6 \cos{\left(x \right)}}}{3}$$
Respuesta [src]
          ______________________ 
       -\/ C1 + 6*cos(x) + 12*x  
y(x) = --------------------------
                   3             
$$y{\left(x \right)} = - \frac{\sqrt{C_{1} + 12 x + 6 \cos{\left(x \right)}}}{3}$$
         ______________________
       \/ C1 + 6*cos(x) + 12*x 
y(x) = ------------------------
                  3            
$$y{\left(x \right)} = \frac{\sqrt{C_{1} + 12 x + 6 \cos{\left(x \right)}}}{3}$$
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, 2.0336168245148984)
(-5.555555555555555, 2.7469331569776725)
(-3.333333333333333, 3.0588104176135156)
(-1.1111111111111107, 3.642733923371622)
(1.1111111111111107, 4.028954393737512)
(3.333333333333334, 4.271441265590683)
(5.555555555555557, 4.728684307290165)
(7.777777777777779, 4.987618382193381)
(10.0, 5.218157555151695)
(10.0, 5.218157555151695)