Sr Examen

Ecuación diferencial yy'=(1-2x)/(y)

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

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

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

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

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.
$$\int \left(- y^{2}\right)\, dy = \int \left(2 x - 1\right)\, dx$$
Solución detallada de la integral con y
Solución detallada de la integral con x
Tomemos estas integrales
$$- \frac{y^{3}}{3} = Const + x^{2} - x$$
Solución detallada de una ecuación simple
Hemos recibido una ecuación ordinaria con la incógnica y.
(Const - es una constante)

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = \frac{\left(- \sqrt[3]{3} - 3^{\frac{5}{6}} i\right) \sqrt[3]{C_{1} - x^{2} + x}}{2}$$
$$\operatorname{y_{2}} = y{\left(x \right)} = \frac{\left(- \sqrt[3]{3} + 3^{\frac{5}{6}} i\right) \sqrt[3]{C_{1} - x^{2} + x}}{2}$$
$$\operatorname{y_{3}} = y{\left(x \right)} = \sqrt[3]{C_{1} - 3 x^{2} + 3 x}$$
Respuesta [src]
          _____________                   
       3 /           2  /  3 ___      5/6\
       \/  C1 + x - x  *\- \/ 3  - I*3   /
y(x) = -----------------------------------
                        2                 
$$y{\left(x \right)} = \frac{\left(- \sqrt[3]{3} - 3^{\frac{5}{6}} i\right) \sqrt[3]{C_{1} - x^{2} + x}}{2}$$
          _____________                   
       3 /           2  /  3 ___      5/6\
       \/  C1 + x - x  *\- \/ 3  + I*3   /
y(x) = -----------------------------------
                        2                 
$$y{\left(x \right)} = \frac{\left(- \sqrt[3]{3} + 3^{\frac{5}{6}} i\right) \sqrt[3]{C_{1} - x^{2} + x}}{2}$$
          _________________
       3 /         2       
y(x) = \/  C1 - 3*x  + 3*x 
$$y{\left(x \right)} = \sqrt[3]{C_{1} - 3 x^{2} + 3 x}$$
Gráfico para el problema de Cauchy
Clasificación
separable
1st exact
1st power series
lie group
separable Integral
1st exact Integral
Respuesta numérica [src]
(x, y):
(-10.0, 0.75)
(-7.777777777777778, 5.008081227897385)
(-5.555555555555555, 6.0474263376149615)
(-3.333333333333333, 6.5968807870271675)
(-1.1111111111111107, 6.863936164314837)
(1.1111111111111107, 6.910783043100966)
(3.333333333333334, 6.746645342681878)
(5.555555555555557, 6.3371445436984235)
(7.777777777777779, 5.564245587624123)
(10.0, 3.9240189737285687)
(10.0, 3.9240189737285687)