Sr Examen

Ecuación diferencial yy'=x-2x³

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                      3
--(y(x))*y(x) = x - 2*x 
dx                      
$$y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = - 2 x^{3} + x$$
y*y' = -2*x^3 + x
Solución detallada
Tenemos la ecuación:
$$y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = - 2 x^{3} + x$$
Esta ecuación diferencial tiene la forma:
f1(x)*g1(y)*y' = f2(x)*g2(y),

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

Dividamos ambos miembros de la ecuación en g2(y)
$$\frac{1}{y{\left(x \right)}}$$
obtendremos
$$y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = - 2 x^{3} + x$$
Con esto hemos separado las variables x y y.

Ahora multipliquemos las dos partes de la ecuación por dx,
entonces la ecuación será así
$$dx y{\left(x \right)} \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} = dx \left(- 2 x^{3} + x\right)$$
o
$$dy y{\left(x \right)} = dx \left(- 2 x^{3} + x\right)$$

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.
$$\int y\, dy = \int \left(- 2 x^{3} + x\right)\, dx$$
Solución detallada de la integral con y
Solución detallada de la integral con x
Tomemos estas integrales
$$\frac{y^{2}}{2} = Const - \frac{x^{4}}{2} + \frac{x^{2}}{2}$$
Solución detallada de una ecuación simple
Hemos recibido una ecuación ordinaria con la incógnica y.
(Const - es una constante)

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = - \sqrt{C_{1} - x^{4} + x^{2}}$$
$$\operatorname{y_{2}} = y{\left(x \right)} = \sqrt{C_{1} - x^{4} + x^{2}}$$
Respuesta [src]
           ______________
          /       2    4 
y(x) = -\/  C1 + x  - x  
$$y{\left(x \right)} = - \sqrt{C_{1} - x^{4} + x^{2}}$$
          ______________
         /       2    4 
y(x) = \/  C1 + x  - x  
$$y{\left(x \right)} = \sqrt{C_{1} - x^{4} + x^{2}}$$
Clasificación
separable
1st exact
1st power series
lie group
separable Integral
1st exact Integral