Sr Examen

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

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

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

Ahora multipliquemos las dos partes de la ecuación por dx,
entonces la ecuación será así
$$\frac{dx \left(2 y^{2}{\left(x \right)} + 1\right) \frac{d}{d x} y{\left(x \right)}}{y{\left(x \right)}} = - \frac{dx}{x}$$
o
$$\frac{dy \left(2 y^{2}{\left(x \right)} + 1\right)}{y{\left(x \right)}} = - \frac{dx}{x}$$

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

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = \frac{e^{C_{1} - \frac{W\left(\frac{2 e^{2 C_{1}}}{x^{2}}\right)}{2}}}{x}$$
Respuesta [src]
              /   2*C1\
              |2*e    |
             W|-------|
              |    2  |
              \   x   /
        C1 - ----------
                 2     
       e               
y(x) = ----------------
              x        
$$y{\left(x \right)} = \frac{e^{C_{1} - \frac{W\left(\frac{2 e^{2 C_{1}}}{x^{2}}\right)}{2}}}{x}$$
Gráfico para el problema de Cauchy
Clasificación
separable
1st exact
separable reduced
lie group
separable Integral
1st exact Integral
separable reduced Integral
Respuesta numérica [src]
(x, y):
(-10.0, 0.75)
(-7.777777777777778, 0.8382180423721126)
(-5.555555555555555, 0.9538580948325717)
(-3.333333333333333, 1.121819554403417)
(-1.1111111111111107, 1.4494375027445017)
(1.1111111111111107, 6.6404422434294)
(3.333333333333334, 3.1933833808213433e-248)
(5.555555555555557, 9.59052908001256e-43)
(7.777777777777779, 8.388243567354845e+296)
(10.0, 3.861029683e-315)
(10.0, 3.861029683e-315)