Sr Examen

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

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

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

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

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.
$$\int \frac{1}{\sqrt{y}}\, dy = \int 2 x \log{\left(x \right)}\, dx$$
Solución detallada de la integral con y
Solución detallada de la integral con x
Tomemos estas integrales
$$2 \sqrt{y} = Const + x^{2} \log{\left(x \right)} - \frac{x^{2}}{2}$$
Solución detallada de una ecuación simple
Hemos recibido una ecuación ordinaria con la incógnica y.
(Const - es una constante)

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = \frac{C_{1}^{2}}{4} + \frac{C_{1} x^{2} \log{\left(x \right)}}{2} - \frac{C_{1} x^{2}}{4} + \frac{x^{4} \log{\left(x \right)}^{2}}{4} - \frac{x^{4} \log{\left(x \right)}}{4} + \frac{x^{4}}{16}$$
Respuesta [src]
         2    4       2    4           4    2          2       
       C1    x    C1*x    x *log(x)   x *log (x)   C1*x *log(x)
y(x) = --- + -- - ----- - --------- + ---------- + ------------
        4    16     4         4           4             2      
$$y{\left(x \right)} = \frac{C_{1}^{2}}{4} + \frac{C_{1} x^{2} \log{\left(x \right)}}{2} - \frac{C_{1} x^{2}}{4} + \frac{x^{4} \log{\left(x \right)}^{2}}{4} - \frac{x^{4} \log{\left(x \right)}}{4} + \frac{x^{4}}{16}$$
Gráfico para el problema de Cauchy
Clasificación
separable
1st exact
Bernoulli
lie group
separable Integral
1st exact Integral
Bernoulli 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)