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Calculadora de Ecuaciones Diferenciales de primer orden

Resuelve tus problemas de matemáticas con nuestra calculadora de Ecuaciones Diferenciales de primer orden paso a paso. Mejora tus habilidades en matemáticas con nuestra amplia lista de problemas difíciles. Encuentra todas nuestras calculadoras aquí.

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atanh
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Aquí te presentamos un ejemplo resuelto paso a paso de ecuaciones diferenciales de primer orden. Ésta solución fue generada automáticamente por nuestra calculadora inteligente:

$\frac{dy}{dx}=\frac{5x^2}{4y}$
2

Agrupar los términos de la ecuación diferencial. Mover los términos de la variable $y$ al lado izquierdo, y los términos de la variable $x$ al lado derecho de la igualdad

$4ydy=5x^2dx$
3

Integramos ambos lados de la ecuación diferencial, el lado izquierdo con respecto a $y$, y el lado derecho con respecto a $x$

$\int4ydy=\int5x^2dx$

La integral de una función multiplicada por una constante ($4$) es igual a la constante multiplicada por la integral de la función

$4\int ydy$

La integral de una potencia está dada por la siguiente fórmula, $\displaystyle\int x^n dx=\frac{x^{n+1}}{n+1}$, donde $n$ representa a un número o función constante, en este caso $n=1$

$4\cdot \left(\frac{1}{2}\right)y^2$

Multiplicar la fracción y el término en $4\cdot \left(\frac{1}{2}\right)y^2$

$2y^2$
4

Resolver la integral $\int4ydy$ y reemplazar el resultado en la ecuación diferencial

$2y^2=\int5x^2dx$

La integral de una función multiplicada por una constante ($5$) es igual a la constante multiplicada por la integral de la función

$5\int x^2dx$

La integral de una potencia está dada por la siguiente fórmula, $\displaystyle\int x^n dx=\frac{x^{n+1}}{n+1}$, donde $n$ representa a un número o función constante, como $2$

$5\left(\frac{x^{3}}{3}\right)$

Simplificar la fracción $5\left(\frac{x^{3}}{3}\right)$

$\frac{5}{3}x^{3}$

Como la integral que estamos resolviendo es una integral indefinida, al terminar de integrar debemos añadir la constante de integración $C$

$\frac{5}{3}x^{3}+C_0$
5

Resolver la integral $\int5x^2dx$ y reemplazar el resultado en la ecuación diferencial

$2y^2=\frac{5}{3}x^{3}+C_0$

Multiplicando la fracción por el término $x^{3}$

$2y^2=\frac{5x^{3}}{3}+C_0$

Combinar todos los términos en una única fracción con $3$ como común denominador

$2y^2=\frac{5x^{3}+3\cdot C_0}{3}$

Podemos expresar $3\cdot C_0$ como otra constante

$2y^2=\frac{5x^{3}+C_1}{3}$

Dividir ambos lados de la ecuación por $2$

$y^2=\frac{5x^{3}+C_1}{6}$

Eliminando el exponente de la incógnita

$\sqrt{y^2}=\pm \sqrt{\frac{5x^{3}+C_1}{6}}$

Cancelar exponentes $2$ y $1$

$y=\pm \sqrt{\frac{5x^{3}+C_1}{6}}$

Como en la ecuación tenemos el signo $\pm$, esto nos produce dos ecuaciones idénticas que difieren en el signo del término $\sqrt{\frac{5x^{3}+C_1}{6}}$. Escribimos y resolvemos ambas ecuaciones, una tomando el signo positivo, y la otra tomando el signo negativo

$y=\sqrt{\frac{5x^{3}+C_1}{6}},\:y=-\sqrt{\frac{5x^{3}+C_1}{6}}$

Aplicando la propiedad de la potencia de un cociente: $\displaystyle\left(\frac{a}{b}\right)^n=\frac{a^n}{b^n}$

$y=\frac{\sqrt{5x^{3}+C_1}}{\sqrt{6}},\:y=-\sqrt{\frac{5x^{3}+C_1}{6}}$

Aplicando la propiedad de la potencia de un cociente: $\displaystyle\left(\frac{a}{b}\right)^n=\frac{a^n}{b^n}$

$y=\frac{\sqrt{5x^{3}+C_1}}{\sqrt{6}},\:y=-\frac{\sqrt{5x^{3}+C_1}}{\sqrt{6}}$

Multiplicando la fracción por $-1$

$y=\frac{\sqrt{5x^{3}+C_1}}{\sqrt{6}},\:y=\frac{-\sqrt{5x^{3}+C_1}}{\sqrt{6}}$

Combinando todas las soluciones, las $2$ soluciones de la ecuación son

$y=\frac{\sqrt{5x^{3}+C_1}}{\sqrt{6}},\:y=\frac{-\sqrt{5x^{3}+C_1}}{\sqrt{6}}$
6

Encontrar la solución explícita a la ecuación diferencial. Necesitamos despejar la variable $y$

$y=\frac{\sqrt{5x^{3}+C_1}}{\sqrt{6}},\:y=\frac{-\sqrt{5x^{3}+C_1}}{\sqrt{6}}$

Respuesta final al problema

$y=\frac{\sqrt{5x^{3}+C_1}}{\sqrt{6}},\:y=\frac{-\sqrt{5x^{3}+C_1}}{\sqrt{6}}$

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