Sr Examen

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Ecuación diferencial dy/dx=cos(x)*y^2

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

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

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

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

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

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = - \frac{1}{C_{1} + \sin{\left(x \right)}}$$
Respuesta [src]
           -1     
y(x) = -----------
       C1 + sin(x)
$$y{\left(x \right)} = - \frac{1}{C_{1} + \sin{\left(x \right)}}$$
Gráfico para el problema de Cauchy
Clasificación
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, 0.3478924407511997)
(-5.555555555555555, 0.8249106687692305)
(-3.333333333333333, 0.5928433762064004)
(-1.1111111111111107, 0.3605492401541811)
(1.1111111111111107, 1.019199729432197)
(3.333333333333334, 0.4835771910181368)
(5.555555555555557, 0.39332053780724147)
(7.777777777777779, 1.1360326696648366)
(10.0, 0.4129883941630305)
(10.0, 0.4129883941630305)