En esta ocasión, vengo a mostrarles la solución al ejercicio 19 de ecuaciones homogéneas del libro de Ecuaciones diferenciales con aplicaciones 2da edición, del autor Dennis G. Zill.
La ecuación diferencial a resolver es la siguiente:
−ydx+(x+√xy)dy=0
Los términos al lado de los diferenciales tienen grado 1, por lo tanto es posible resolver la ecuación diferencial mediante el método de las ecuaciones diferenciales homogéneas.
El cambio de variable para que sea una ecuación diferencial separable es:
u=xy
Hallamos la derivada:
du=ydx−xdyy2
Despejamos ydx
ydx=y2du+xdy
−ydx=−y2du−xdy
Reemplazamos este resultado en nuestra ecuación diferencial, además el término de la raíz cuadrada queda √xy=√uy, la nueva ecuación diferencial será:
−y2du−√uydy=0
Dividiendo por y toda la ecuación diferencial, finalmente podemos separar variables e integrar:
−ydu−√udy=0
ydu+√udy=0
ydu=−√udy
−du√u=dyy
−∫du√u=∫dyy
−√u2+C1=ln(y)+C2
Deshacemos el cambio de variable:
−12√xy+C1=ln(y)+C2
−12√xy+C1−ln(y)−C2=0
12√xy−C1+ln(y)+C2=0
12√xy+ln(y)=C1−C2
12√xy+ln(y)=K
Donde K=C1−C2, y hemos hallado la solución a la ecuación diferencial propuesta.
La ecuación diferencial a resolver es la siguiente:
−ydx+(x+√xy)dy=0
Los términos al lado de los diferenciales tienen grado 1, por lo tanto es posible resolver la ecuación diferencial mediante el método de las ecuaciones diferenciales homogéneas.
El cambio de variable para que sea una ecuación diferencial separable es:
u=xy
Hallamos la derivada:
du=ydx−xdyy2
Despejamos ydx
ydx=y2du+xdy
−ydx=−y2du−xdy
Reemplazamos este resultado en nuestra ecuación diferencial, además el término de la raíz cuadrada queda √xy=√uy, la nueva ecuación diferencial será:
−y2du−√uydy=0
Dividiendo por y toda la ecuación diferencial, finalmente podemos separar variables e integrar:
−ydu−√udy=0
ydu+√udy=0
ydu=−√udy
−du√u=dyy
−∫du√u=∫dyy
−√u2+C1=ln(y)+C2
Deshacemos el cambio de variable:
−12√xy+C1=ln(y)+C2
−12√xy+C1−ln(y)−C2=0
12√xy−C1+ln(y)+C2=0
12√xy+ln(y)=C1−C2
12√xy+ln(y)=K
Donde K=C1−C2, y hemos hallado la solución a la ecuación diferencial propuesta.
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