Sr Examen

Ecuación diferencial x^2dx-xydy=x^2ydy

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

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

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

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

La solución:
$$\operatorname{y_{1}} = y{\left(x \right)} = - \sqrt{2} \sqrt{C_{1} + x - \log{\left(x + 1 \right)}}$$
$$\operatorname{y_{2}} = y{\left(x \right)} = \sqrt{2} \sqrt{C_{1} + x - \log{\left(x + 1 \right)}}$$
Respuesta [src]
          ___   _____________________
y(x) = -\/ 2 *\/ C1 + x - log(1 + x) 
$$y{\left(x \right)} = - \sqrt{2} \sqrt{C_{1} + x - \log{\left(x + 1 \right)}}$$
         ___   _____________________
y(x) = \/ 2 *\/ C1 + x - log(1 + x) 
$$y{\left(x \right)} = \sqrt{2} \sqrt{C_{1} + x - \log{\left(x + 1 \right)}}$$
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, 2.36095218930633)
(-5.555555555555555, 3.2883344741899507)
(-3.333333333333333, 4.073780684945684)
(-1.1111111111111107, 5.208569053399907)
(1.1111111111111107, 9.276444255827746)
(3.333333333333334, 3.1933833808213433e-248)
(5.555555555555557, 6.016175465029022e-67)
(7.777777777777779, 8.388243566974547e+296)
(10.0, 9.036991477623112e-277)
(10.0, 9.036991477623112e-277)