Cálculo Ejemplos

Resuelve la Ecuación Diferencial x^2(dy)/(dx)-y^2=2xy
Paso 1
Reescribe la ecuación diferencial como una función de .
Toca para ver más pasos...
Paso 1.1
Resuelve
Toca para ver más pasos...
Paso 1.1.1
Suma a ambos lados de la ecuación.
Paso 1.1.2
Divide cada término en por y simplifica.
Toca para ver más pasos...
Paso 1.1.2.1
Divide cada término en por .
Paso 1.1.2.2
Simplifica el lado izquierdo.
Toca para ver más pasos...
Paso 1.1.2.2.1
Cancela el factor común de .
Toca para ver más pasos...
Paso 1.1.2.2.1.1
Cancela el factor común.
Paso 1.1.2.2.1.2
Divide por .
Paso 1.1.2.3
Simplifica el lado derecho.
Toca para ver más pasos...
Paso 1.1.2.3.1
Cancela el factor común de y .
Toca para ver más pasos...
Paso 1.1.2.3.1.1
Factoriza de .
Paso 1.1.2.3.1.2
Cancela los factores comunes.
Toca para ver más pasos...
Paso 1.1.2.3.1.2.1
Factoriza de .
Paso 1.1.2.3.1.2.2
Cancela el factor común.
Paso 1.1.2.3.1.2.3
Reescribe la expresión.
Paso 1.2
Factoriza de .
Toca para ver más pasos...
Paso 1.2.1
Factoriza de .
Paso 1.2.2
Reordena y .
Paso 1.3
Reescribe como .
Paso 2
Sea . Sustituye por .
Paso 3
Resuelve en .
Paso 4
Usa la regla del producto para obtener la derivada de con respecto a .
Paso 5
Sustituye por .
Paso 6
Resuelve la ecuación diferencial sustituida.
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Paso 6.1
Separa las variables.
Toca para ver más pasos...
Paso 6.1.1
Resuelve
Toca para ver más pasos...
Paso 6.1.1.1
Mueve todos los términos que no contengan al lado derecho de la ecuación.
Toca para ver más pasos...
Paso 6.1.1.1.1
Resta de ambos lados de la ecuación.
Paso 6.1.1.1.2
Resta de .
Paso 6.1.1.2
Divide cada término en por y simplifica.
Toca para ver más pasos...
Paso 6.1.1.2.1
Divide cada término en por .
Paso 6.1.1.2.2
Simplifica el lado izquierdo.
Toca para ver más pasos...
Paso 6.1.1.2.2.1
Cancela el factor común de .
Toca para ver más pasos...
Paso 6.1.1.2.2.1.1
Cancela el factor común.
Paso 6.1.1.2.2.1.2
Divide por .
Paso 6.1.2
Factoriza.
Toca para ver más pasos...
Paso 6.1.2.1
Combina los numeradores sobre el denominador común.
Paso 6.1.2.2
Factoriza de .
Toca para ver más pasos...
Paso 6.1.2.2.1
Factoriza de .
Paso 6.1.2.2.2
Eleva a la potencia de .
Paso 6.1.2.2.3
Factoriza de .
Paso 6.1.2.2.4
Factoriza de .
Paso 6.1.3
Multiplica ambos lados por .
Paso 6.1.4
Cancela el factor común de .
Toca para ver más pasos...
Paso 6.1.4.1
Cancela el factor común.
Paso 6.1.4.2
Reescribe la expresión.
Paso 6.1.5
Reescribe la ecuación.
Paso 6.2
Integra ambos lados.
Toca para ver más pasos...
Paso 6.2.1
Establece una integral en cada lado.
Paso 6.2.2
Integra el lado izquierdo.
Toca para ver más pasos...
Paso 6.2.2.1
Escribe la fracción mediante la descomposición en fracciones simples.
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Paso 6.2.2.1.1
Descompone la fracción y multiplica por el denominador común.
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Paso 6.2.2.1.1.1
Para cada factor del denominador, crea una nueva fracción con el factor como denominador y un valor desconocido como numerador. Dado que el factor en el denominador es lineal, coloca una sola variable en su lugar .
Paso 6.2.2.1.1.2
Multiplica cada fracción en la ecuación por el denominador de la expresión original. En este caso, el denominador es .
Paso 6.2.2.1.1.3
Cancela el factor común de .
Toca para ver más pasos...
Paso 6.2.2.1.1.3.1
Cancela el factor común.
Paso 6.2.2.1.1.3.2
Reescribe la expresión.
Paso 6.2.2.1.1.4
Cancela el factor común de .
Toca para ver más pasos...
Paso 6.2.2.1.1.4.1
Cancela el factor común.
Paso 6.2.2.1.1.4.2
Reescribe la expresión.
Paso 6.2.2.1.1.5
Simplifica cada término.
Toca para ver más pasos...
Paso 6.2.2.1.1.5.1
Cancela el factor común de .
Toca para ver más pasos...
Paso 6.2.2.1.1.5.1.1
Cancela el factor común.
Paso 6.2.2.1.1.5.1.2
Divide por .
Paso 6.2.2.1.1.5.2
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 6.2.2.1.1.5.3
Multiplica por .
Paso 6.2.2.1.1.5.4
Cancela el factor común de .
Toca para ver más pasos...
Paso 6.2.2.1.1.5.4.1
Cancela el factor común.
Paso 6.2.2.1.1.5.4.2
Divide por .
Paso 6.2.2.1.1.6
Mueve .
Paso 6.2.2.1.2
Crea ecuaciones para las variables de fracción simple y úsalas para establecer un sistema de ecuaciones.
Toca para ver más pasos...
Paso 6.2.2.1.2.1
Crea una ecuación para las variables de fracción simple al igualar los coeficientes de de cada lado de la ecuación. Para que la ecuación sea igual, los coeficientes equivalentes en cada lado de la ecuación deben ser iguales.
Paso 6.2.2.1.2.2
Crea una ecuación para las variables de fracción simple al igualar los coeficientes de los términos que no contienen . Para que la ecuación sea igual, los coeficientes equivalentes en cada lado de la ecuación deben ser iguales.
Paso 6.2.2.1.2.3
Establece el sistema de ecuaciones para obtener los coeficientes de las fracciones parciales.
Paso 6.2.2.1.3
Resuelve el sistema de ecuaciones.
Toca para ver más pasos...
Paso 6.2.2.1.3.1
Reescribe la ecuación como .
Paso 6.2.2.1.3.2
Reemplaza todos los casos de por en cada ecuación.
Toca para ver más pasos...
Paso 6.2.2.1.3.2.1
Reemplaza todos los casos de en por .
Paso 6.2.2.1.3.2.2
Simplifica el lado derecho.
Toca para ver más pasos...
Paso 6.2.2.1.3.2.2.1
Elimina los paréntesis.
Paso 6.2.2.1.3.3
Resuelve en .
Toca para ver más pasos...
Paso 6.2.2.1.3.3.1
Reescribe la ecuación como .
Paso 6.2.2.1.3.3.2
Resta de ambos lados de la ecuación.
Paso 6.2.2.1.3.4
Resuelve el sistema de ecuaciones.
Paso 6.2.2.1.3.5
Enumera todas las soluciones.
Paso 6.2.2.1.4
Reemplaza cada uno de los coeficientes de fracción simple en con los valores obtenidos para y .
Paso 6.2.2.1.5
Mueve el negativo al frente de la fracción.
Paso 6.2.2.2
Divide la única integral en varias integrales.
Paso 6.2.2.3
La integral de con respecto a es .
Paso 6.2.2.4
Dado que es constante con respecto a , mueve fuera de la integral.
Paso 6.2.2.5
Sea . Entonces . Reescribe mediante y .
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Paso 6.2.2.5.1
Deja . Obtén .
Toca para ver más pasos...
Paso 6.2.2.5.1.1
Diferencia .
Paso 6.2.2.5.1.2
Según la regla de la suma, la derivada de con respecto a es .
Paso 6.2.2.5.1.3
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 6.2.2.5.1.4
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 6.2.2.5.1.5
Suma y .
Paso 6.2.2.5.2
Reescribe el problema mediante y .
Paso 6.2.2.6
La integral de con respecto a es .
Paso 6.2.2.7
Simplifica.
Paso 6.2.2.8
Usa la propiedad del cociente de los logaritmos, .
Paso 6.2.2.9
Reemplaza todos los casos de con .
Paso 6.2.3
La integral de con respecto a es .
Paso 6.2.4
Agrupa la constante de integración en el lado derecho como .
Paso 6.3
Resuelve
Toca para ver más pasos...
Paso 6.3.1
Mueve todos los términos que contengan un logaritmo al lado izquierdo de la ecuación.
Paso 6.3.2
Usa la propiedad del cociente de los logaritmos, .
Paso 6.3.3
Multiplica el numerador por la recíproca del denominador.
Paso 6.3.4
Multiplica .
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Paso 6.3.4.1
Multiplica por .
Paso 6.3.4.2
Para multiplicar valores absolutos, multiplica los términos dentro de cada valor absoluto.
Paso 6.3.5
Simplifica el denominador.
Toca para ver más pasos...
Paso 6.3.5.1
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 6.3.5.2
Multiplica por .
Paso 6.3.5.3
Factoriza de .
Toca para ver más pasos...
Paso 6.3.5.3.1
Factoriza de .
Paso 6.3.5.3.2
Eleva a la potencia de .
Paso 6.3.5.3.3
Factoriza de .
Paso 6.3.5.3.4
Factoriza de .
Paso 6.3.6
Para resolver , reescribe la ecuación mediante las propiedades de los logaritmos.
Paso 6.3.7
Reescribe en formato exponencial mediante la definición de un logaritmo. Si y son números reales positivos y , entonces es equivalente a .
Paso 6.3.8
Resuelve
Toca para ver más pasos...
Paso 6.3.8.1
Reescribe la ecuación como .
Paso 6.3.8.2
Multiplica ambos lados por .
Paso 6.3.8.3
Simplifica.
Toca para ver más pasos...
Paso 6.3.8.3.1
Simplifica el lado izquierdo.
Toca para ver más pasos...
Paso 6.3.8.3.1.1
Cancela el factor común de .
Toca para ver más pasos...
Paso 6.3.8.3.1.1.1
Cancela el factor común.
Paso 6.3.8.3.1.1.2
Reescribe la expresión.
Paso 6.3.8.3.2
Simplifica el lado derecho.
Toca para ver más pasos...
Paso 6.3.8.3.2.1
Simplifica .
Toca para ver más pasos...
Paso 6.3.8.3.2.1.1
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 6.3.8.3.2.1.2
Multiplica por .
Paso 6.3.8.4
Resuelve
Toca para ver más pasos...
Paso 6.3.8.4.1
Reescribe la ecuación como .
Paso 6.3.8.4.2
Divide cada término en por y simplifica.
Toca para ver más pasos...
Paso 6.3.8.4.2.1
Divide cada término en por .
Paso 6.3.8.4.2.2
Simplifica el lado izquierdo.
Toca para ver más pasos...
Paso 6.3.8.4.2.2.1
Cancela el factor común de .
Toca para ver más pasos...
Paso 6.3.8.4.2.2.1.1
Cancela el factor común.
Paso 6.3.8.4.2.2.1.2
Divide por .
Paso 6.3.8.4.3
Reescribe la ecuación de valor absoluto como cuatro ecuaciones sin barras del valor absoluto.
Paso 6.3.8.4.4
Después de simplificar, solo hay dos ecuaciones únicas por resolver.
Paso 6.3.8.4.5
Resuelve en .
Toca para ver más pasos...
Paso 6.3.8.4.5.1
Multiplica ambos lados por .
Paso 6.3.8.4.5.2
Simplifica.
Toca para ver más pasos...
Paso 6.3.8.4.5.2.1
Simplifica el lado izquierdo.
Toca para ver más pasos...
Paso 6.3.8.4.5.2.1.1
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 6.3.8.4.5.2.2
Simplifica el lado derecho.
Toca para ver más pasos...
Paso 6.3.8.4.5.2.2.1
Cancela el factor común de .
Toca para ver más pasos...
Paso 6.3.8.4.5.2.2.1.1
Cancela el factor común.
Paso 6.3.8.4.5.2.2.1.2
Reescribe la expresión.
Paso 6.3.8.4.5.3
Resuelve
Toca para ver más pasos...
Paso 6.3.8.4.5.3.1
Resta de ambos lados de la ecuación.
Paso 6.3.8.4.5.3.2
Resta de ambos lados de la ecuación.
Paso 6.3.8.4.5.3.3
Factoriza de .
Toca para ver más pasos...
Paso 6.3.8.4.5.3.3.1
Factoriza de .
Paso 6.3.8.4.5.3.3.2
Factoriza de .
Paso 6.3.8.4.5.3.3.3
Factoriza de .
Paso 6.3.8.4.5.3.4
Divide cada término en por y simplifica.
Toca para ver más pasos...
Paso 6.3.8.4.5.3.4.1
Divide cada término en por .
Paso 6.3.8.4.5.3.4.2
Simplifica el lado izquierdo.
Toca para ver más pasos...
Paso 6.3.8.4.5.3.4.2.1
Cancela el factor común de .
Toca para ver más pasos...
Paso 6.3.8.4.5.3.4.2.1.1
Cancela el factor común.
Paso 6.3.8.4.5.3.4.2.1.2
Divide por .
Paso 6.3.8.4.5.3.4.3
Simplifica el lado derecho.
Toca para ver más pasos...
Paso 6.3.8.4.5.3.4.3.1
Mueve el negativo al frente de la fracción.
Paso 6.3.8.4.6
Resuelve en .
Toca para ver más pasos...
Paso 6.3.8.4.6.1
Multiplica ambos lados por .
Paso 6.3.8.4.6.2
Simplifica.
Toca para ver más pasos...
Paso 6.3.8.4.6.2.1
Simplifica el lado izquierdo.
Toca para ver más pasos...
Paso 6.3.8.4.6.2.1.1
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 6.3.8.4.6.2.2
Simplifica el lado derecho.
Toca para ver más pasos...
Paso 6.3.8.4.6.2.2.1
Cancela el factor común de .
Toca para ver más pasos...
Paso 6.3.8.4.6.2.2.1.1
Mueve el signo menos inicial en al numerador.
Paso 6.3.8.4.6.2.2.1.2
Cancela el factor común.
Paso 6.3.8.4.6.2.2.1.3
Reescribe la expresión.
Paso 6.3.8.4.6.3
Resuelve
Toca para ver más pasos...
Paso 6.3.8.4.6.3.1
Suma a ambos lados de la ecuación.
Paso 6.3.8.4.6.3.2
Resta de ambos lados de la ecuación.
Paso 6.3.8.4.6.3.3
Factoriza de .
Toca para ver más pasos...
Paso 6.3.8.4.6.3.3.1
Factoriza de .
Paso 6.3.8.4.6.3.3.2
Eleva a la potencia de .
Paso 6.3.8.4.6.3.3.3
Factoriza de .
Paso 6.3.8.4.6.3.3.4
Factoriza de .
Paso 6.3.8.4.6.3.4
Divide cada término en por y simplifica.
Toca para ver más pasos...
Paso 6.3.8.4.6.3.4.1
Divide cada término en por .
Paso 6.3.8.4.6.3.4.2
Simplifica el lado izquierdo.
Toca para ver más pasos...
Paso 6.3.8.4.6.3.4.2.1
Cancela el factor común de .
Toca para ver más pasos...
Paso 6.3.8.4.6.3.4.2.1.1
Cancela el factor común.
Paso 6.3.8.4.6.3.4.2.1.2
Divide por .
Paso 6.3.8.4.6.3.4.3
Simplifica el lado derecho.
Toca para ver más pasos...
Paso 6.3.8.4.6.3.4.3.1
Mueve el negativo al frente de la fracción.
Paso 6.3.8.4.7
Enumera todas las soluciones.
Paso 6.4
Simplifica la constante de integración.
Paso 7
Sustituye por .
Paso 8
Resuelve en .
Toca para ver más pasos...
Paso 8.1
Reescribe.
Paso 8.2
Multiplica el numerador de la primera fracción por el denominador de la segunda fracción. Establece esto igual al producto del denominador de la primera fracción y al numerador de la segunda fracción.
Paso 8.3
Resuelve la ecuación en .
Toca para ver más pasos...
Paso 8.3.1
Simplifica.
Toca para ver más pasos...
Paso 8.3.1.1
Eleva a la potencia de .
Paso 8.3.1.2
Eleva a la potencia de .
Paso 8.3.1.3
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 8.3.1.4
Suma y .
Paso 8.3.2
Divide cada término en por y simplifica.
Toca para ver más pasos...
Paso 8.3.2.1
Divide cada término en por .
Paso 8.3.2.2
Simplifica el lado izquierdo.
Toca para ver más pasos...
Paso 8.3.2.2.1
Cancela el factor común de .
Toca para ver más pasos...
Paso 8.3.2.2.1.1
Cancela el factor común.
Paso 8.3.2.2.1.2
Divide por .
Paso 8.3.2.3
Simplifica el lado derecho.
Toca para ver más pasos...
Paso 8.3.2.3.1
Mueve el negativo al frente de la fracción.
Paso 9
Resuelve en .
Toca para ver más pasos...
Paso 9.1
Reescribe.
Paso 9.2
Multiplica el numerador de la primera fracción por el denominador de la segunda fracción. Establece esto igual al producto del denominador de la primera fracción y al numerador de la segunda fracción.
Paso 9.3
Resuelve la ecuación en .
Toca para ver más pasos...
Paso 9.3.1
Simplifica.
Toca para ver más pasos...
Paso 9.3.1.1
Eleva a la potencia de .
Paso 9.3.1.2
Eleva a la potencia de .
Paso 9.3.1.3
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 9.3.1.4
Suma y .
Paso 9.3.2
Divide cada término en por y simplifica.
Toca para ver más pasos...
Paso 9.3.2.1
Divide cada término en por .
Paso 9.3.2.2
Simplifica el lado izquierdo.
Toca para ver más pasos...
Paso 9.3.2.2.1
Cancela el factor común de .
Toca para ver más pasos...
Paso 9.3.2.2.1.1
Cancela el factor común.
Paso 9.3.2.2.1.2
Divide por .
Paso 9.3.2.3
Simplifica el lado derecho.
Toca para ver más pasos...
Paso 9.3.2.3.1
Mueve el negativo al frente de la fracción.
Paso 10
Enumera las soluciones.