Sr Examen

Ecuación diferencial y'*cosx+y(1+y)*sinx=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                                           
--(y(x))*cos(x) + (1 + y(x))*sin(x)*y(x) = 0
dx                                          
$$\left(y{\left(x \right)} + 1\right) y{\left(x \right)} \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = 0$$
(y + 1)*y*sin(x) + cos(x)*y' = 0
Solución detallada
Tenemos la ecuación:
$$\left(y{\left(x \right)} + 1\right) y{\left(x \right)} \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = 0$$
Esta ecuación diferencial tiene la forma:
f1(x)*g1(y)*y' = f2(x)*g2(y),

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

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

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

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

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = - \frac{e^{C_{1}} \cos{\left(x \right)}}{e^{C_{1}} \cos{\left(x \right)} - 1}$$
Respuesta [src]
                  C1  
         -cos(x)*e    
y(x) = ---------------
                    C1
       -1 + cos(x)*e  
$$y{\left(x \right)} = - \frac{e^{C_{1}} \cos{\left(x \right)}}{e^{C_{1}} \cos{\left(x \right)} - 1}$$
Gráfico para el problema de Cauchy
Clasificación
factorable
separable
1st exact
1st power series
lie group
separable Integral
1st exact Integral
Respuesta numérica [src]
(x, y):
(-10.0, 0.75)
(-7.777777777777778, -0.03742932447253858)
(-5.555555555555555, -0.27610542711712105)
(-3.333333333333333, -0.9994800678459662)
(-1.1111111111111107, 3466872.687137042)
(1.1111111111111107, 6.971028255580836e+173)
(3.333333333333334, 3.1933833808213398e-248)
(5.555555555555557, 2.125757255287192e+160)
(7.777777777777779, 8.388243571811804e+296)
(10.0, 3.861029683e-315)
(10.0, 3.861029683e-315)