Sr Examen

Ecuación diferencial 2xsqrt(y)dx+(1-x^2)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]
   2 d                ______   d           
- x *--(y(x)) + 2*x*\/ y(x)  + --(y(x)) = 0
     dx                        dx          
$$- x^{2} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} + 2 x \sqrt{y{\left(x \right)}} + \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = 0$$
-x^2*y' + 2*x*sqrt(y) + y' = 0
Solución detallada
Tenemos la ecuación:
$$- x^{2} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} + 2 x \sqrt{y{\left(x \right)}} + \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = 0$$
Esta ecuación diferencial tiene la forma:
f1(x)*g1(y)*y' = f2(x)*g2(y),

donde
$$\operatorname{f_{1}}{\left(x \right)} = 1$$
$$\operatorname{g_{1}}{\left(y \right)} = 1$$
$$\operatorname{f_{2}}{\left(x \right)} = \frac{2 x}{x^{2} - 1}$$
$$\operatorname{g_{2}}{\left(y \right)} = \sqrt{y{\left(x \right)}}$$
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
$$\frac{\frac{d}{d x} y{\left(x \right)}}{\sqrt{y{\left(x \right)}}} = \frac{2 x}{x^{2} - 1}$$
Con esto hemos separado las variables x y y.

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

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

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = \frac{C_{1}^{2}}{4} + \frac{C_{1} \log{\left(x^{2} - 1 \right)}}{2} + \frac{\log{\left(x^{2} - 1 \right)}^{2}}{4}$$
Respuesta [src]
         2      2/      2\         /      2\
       C1    log \-1 + x /   C1*log\-1 + x /
y(x) = --- + ------------- + ---------------
        4          4                2       
$$y{\left(x \right)} = \frac{C_{1}^{2}}{4} + \frac{C_{1} \log{\left(x^{2} - 1 \right)}}{2} + \frac{\log{\left(x^{2} - 1 \right)}^{2}}{4}$$
Gráfico para el problema de Cauchy
Clasificación
factorable
separable
1st exact
Bernoulli
1st power series
lie group
separable Integral
1st exact Integral
Bernoulli Integral
Respuesta numérica [src]
(x, y):
(-10.0, 0.75)
(-7.777777777777778, 0.37381214425820375)
(-5.555555555555555, 0.07118001239296798)
(-3.333333333333333, nan)
(-1.1111111111111107, nan)
(1.1111111111111107, nan)
(3.333333333333334, nan)
(5.555555555555557, nan)
(7.777777777777779, nan)
(10.0, nan)
(10.0, nan)