Tarea analsis - Ejercicios Espinoza

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  • 7/25/2019 Tarea analsis - Ejercicios Espinoza

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    Ejercicio 2

    xy y=y3

    Solucin:

    dy

    dx=y (y2+1)

    xy y=y3x Separando las variables

    dy

    y (y2+1)=

    dx

    x

    (y3+1y2 ) dy

    y (y2+1) =

    dx

    x

    dy

    y

    ydy

    y3+1

    = ln (x)

    Hacemos:

    u=y2+1 du=2ydy ln (c )+ ln (y )=1

    2ln (y2+1)+ln (x )

    y2+1

    x

    y2+1

    ln (Cy )=ln

    Ejercicio 6

    ex+y

    Sen(x ) dx+(2y+1 ) ey2

    dy=0

    Solucin:

    ex+y

    Sen(x ) dx+(2y+1 ) ey2

    dy=0 ex ey Sen (x )dx+(2y+1)ey2

    dy=0

    Separando las variables

    ex

    Sen (x )dx+(2y+1 ) ey2y

    dy=C

    ex

    Sen (x ) dx+ey2y (2y+1 ) dy=0

    ex

    2( Sen(x )cos (x ))ey

    2y=C

    ex (Sen (x )cos (x ))2ey

    2y=C

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    Ejercicio 14

    exy

    dx+eyx dy=0

    Solucin

    exy dx+eyx dy=0

    Separando variables

    ex

    ey

    dx+e

    y

    ex

    dy=0

    e2x

    dx+e2y dy=0 Ine!rando " e2x

    dx+e2y dy=0

    e

    2x

    2 dx+

    e2y

    y dy=C e2x+e2y=C

    Ejercicio 16

    y#= 10x+y

    Solucin

    y#= 10x+y

    Separando las variables

    dy

    dx=10x 10y 10x dx=10y dy

    " 10x

    d$=" 10y

    dy 10

    x

    ln (10 )=

    10y

    ln (10 )+c 10x+10y=c

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    Ejercicio 2%

    dy

    dx=(y1)(x2)(y+3)(x1)(y2)(x+3)

    Solucin:

    Separando variables

    (y2 )dy(y1)(y+3)

    = (x2)dx

    (x1)(x+3)

    &racciones parciales en cada 'rmino:

    (y2 )(y1)(y+3)

    = A

    y1+

    B

    y+3y2=A(y+3 )+B (y1)

    y=() * ( %=+,(4- * += %.4 /=1 * (1=4 * =(1.4

    Ine!rando

    5

    4

    dy

    y+3

    1

    4

    dy

    y+1=5

    4

    dx

    x+3

    1

    4

    dx

    x1

    5

    4ln (y+3 )

    1

    4ln (y1)=

    5

    4ln (x+3 )

    1

    4ln (x1 )+ ln (c )

    * 5 ln (y+3) ln (y1 )=5 ln (x+3 ) ln (x1 )+ ln ( c )

    ln((y+3 )3

    y1)=ln(C(x+3 )3

    x1 ) (x1 ) (y+3 )2=C(y1 ) (x+3 )5

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    Ejercicio 2

    (xy2

    x) dx+(yx2

    y ) dy=0

    Solucin

    Separando variables

    x (1y2 ) dx+y (1x2 ) dy=0

    Ine!rando

    xdx1x2

    + ydy1y2

    =0 12ln (1x2 )1

    2ln (1y2 )=ln(c )

    ln (1x2 )3

    2 (1y2 )1

    2=ln ( c ) (1x2 )3

    2 (1y2 )3

    2=C (1x2 ) (1y2 )=C

    Ejercicio )%

    (xy+2x+y+2 ) dx+(x2+2x ) dy=0

    Solucin

    [x (y+2)+y ] dx+ (x2+2x ) dy=0 (y+2 ) (x+1 ) dx+ (x2+2x ) dy=0

    Separando variables

    x+1

    x2+2x

    dx+ dy

    y+2=0

    Ine!rando

    1

    22 (x+1 ) dx

    x2+2x

    + dy

    y+2=0

    En la primera ine!ral cambio de variables

    u=x2+2x du=2 (x+1 ) dx du

    u+2 ln (y+2 )=0

    ln (u )+2 ln (y+2 )=ln (c ) ln [u (y+2 )2

    ]=ln (c )

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    d (x2+2x )(y+2 )2=C

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    Ejercicio )3

    xdx1x4 dy=x21x4 dy

    xdx=(x2+1)1x4 dy

    Solucin

    ( Separando variables

    xdx

    (1+x2)1x4=dy

    xdx

    (1+x2)1x4=dy

    ( Cambio de variable:

    u=x2 du=2xdx ;1

    2

    du

    (1+u)1u2

    ( Susiucin ri!onom'rica:

    $=Sen,- * d$=Cos,-d 5 1( u2

    = cos2 ( )

    y=1

    2

    cos ()d

    (1Sen ( ))cos2()

    =1

    2

    d

    1Sen ( )=

    1

    2

    (1Sen ( )) d1Sen2 ( )

    y=1

    2

    (1Sen ( )) dcos

    2 ( ) =

    1

    2tg ( )

    1

    2cos ( )+C

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    Ejercicio 42

    ,4$ xy2dx+(y+y x 2 ) dy=0

    Solucin

    * $,4 xy2dx+y (1+x2 ) dy=0

    Separando variables:xdx

    x2+1

    + ydy

    y2+1

    =0 ydy

    y2+1

    = xdx

    x2+1

    En la primera ine!ral

    = y2+4 dt=2ydy

    En la se!unda ine!ral

    u= 4+x2

    du=2xdx

    2dt

    t+2

    du

    u=0 ln ( t)+ ln (u )=ln (C)

    y

    ( 2+4)(x2+1)=C ln (tu)=ln (C)

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    Ejercicio 44

    dy

    dx=

    3x26x2y2

    yx2y

    Solucin

    Separando variables:

    12y 2

    3x

    2 dy

    dx=

    ydy

    12y2=

    3y2

    dx

    1y3

    ydy

    12y3=

    3x2

    dx

    1x3

    Hacemos

    u=12y2 du=4ydy t=1x3 dt=3x2 dx

    du/4

    u =du/3

    u 1

    4ln (u

    3

    4

    )=ln (Ct1

    3

    ) u3

    4=ct

    1

    3

    Se deermina C si $=) 5 y=1

    (12)3=C(127)4 C=1 /263

    (1x3)4=264(12y2)3

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    7are 2

    x (x6+1 ) dx+y2 (x4+1) dx=0 ; y (0 )=1

    Solucin

    Separando variables:

    xdx

    x4+1

    +y

    2dy

    y4+1

    =0 xdx

    x4+1

    + y

    2dy

    y6+1

    =0

    En la primera ine!ral:

    u=x2 du=2xdx

    En la se!unda ine!ral:

    t=y3 dt=3y3 dy

    du /2

    u2+1

    +dt/3

    t2+1

    =01

    2Arctg (u )+1

    3Arctg ( t)=C

    3Arctg (x2 )+2Arctg (y3 )=C

    8a consane de ine!racin: y,0-=1

    3Arctg (0 )+2Arctg (1 )=C C=

    2

    8ue!o:

    3

    Arctg (x2

    )+2

    Arctg (y3

    )=

    2

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    Ejercicio 9

    x3

    dy+xydx=x2 dy+2ydx=0 ; y (2 )=e

    Solucin:

    (x3x2 ) dy+ (xy2y )dx=0

    (x3x2 ) dy+y (x2 ) dx=0

    Separamos las variables e ine!ramos:

    dy

    y+

    (x2 )dx

    x3x2

    =0 ln (y )+(x2 ) dx

    x2 (x1 )

    =0

    7or racciones parciales

    x2

    x2 (x1 )

    =A

    x+

    B

    x2

    C

    x1x2=Ax (x1 )+B (x1 )+C x2

    7unos cr;icos:

    $=0 * (2=,0-+,(1-C,0-- *+=2

    $=1 * (1=,0-+,0-C,1- *C=(1

    $=(1 * ()=,2-+,(2-C,1- *()=,2-(4(1 * =1

    8ue!o:

    ln (y )+dx

    x+2

    dx

    x2

    dx

    x1=0

    ln (y )+ln (x )2

    xln (x1 )=C

    Hallamos la consane: y,2-=e

    8n,e-8n,2-(1(8n,1-=C * 8n,2-

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    Ine!rando: dy

    y+6yTg (2x ) dx=0L n (y )3ln [cos (2x )]=ln(C)

    ln y

    cos3(2x)

    =ln (C) Y=cCos3(2x)

    Hallamos C usando $=0 5 y=(2

    2=cCos3 (0 ) C=2y=2cos3(2x )

    Ejercicio 1

    (1+ex )y y=ey ; y (0 )=0

    Solucin:

    (1+ex )ydydx

    =ey Separando variables y ey dy= dx

    1+ex

    Ine!rando:

    yey=

    dx

    1+exIntegramos por partes la primera integral

    u=y * du=dy 5 v=" ey

    dy=ey

    yey

    ey

    =xln (1+ey

    )+C

    Se deermina la consane: $=0 5 y=0

    0e0= ln (1+e0 )+C C= ln (2 )1

    y eyey=x ln (1+ex )+ln (2 )1 ln( 1+ex

    2 )x+1=(1+y )ey

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    7racica )

    Ejercicio %

    y

    =(x+y )2

    Solucin:

    dy

    dx=(x+y )2 acemos :u=x+y

    dy

    dx=

    du

    dx1

    eempla>amos:

    du

    dx 1

    =u2

    du

    dx =u2

    +1

    Separamos variables e ine!rando:

    dx= du

    u2+1

    x+C=Arctg (u )x+y=Tg (x+C)

    Ejercicio 11

    y

    =Sen (xy )

    Solucin

    Hacemos: u=$(y * u=1y

    du

    dx=1Sen (u )

    Separamos variables e ine!rando:

    dx= du1Sen(u) dx+[1+Sen (u )

    ]du

    1Sen2 (u ) =0x+ ducos2 (u )+Sen

    (u

    )du

    cos2 (u ) =0

    x+Tg (u )+Sec (u )=Cx+Tg (xy )+Sec (xy )=C

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    Ejercicio 1)

    (x2y3+y+x2) dx+(x3 y2+x ) dy=0

    Solucin

    Hacemos: u =$y * du=$dyyd$

    Susiuyendo:

    (u2 y+y+x2 ) dy+(x u2+x )(duydx )x

    =0

    (u2 y+y+x2) dx+ (u2+1 ) du (u2+1)ydx=0

    (x2 ) dx+ (u2+1 ) du=0 (x2 )dx+(u2+1) du=0

    x2

    22x+

    u3

    3+ u=C3x212x+2x3y3+6xy=C

    Ejercicio 20

    [xy2x ln2 (y )+yLn (y )] dx+ [2x2 ln (y )+x ] dx=0 Sug;!=xLn (y )

    Solucin:

    Hacemos: >=$8n,y- * d> = 8n,y-d$$dy.y

    $dy = yd> ( y8n,y-d$

    (xy2y!2+y! /x)dx+(2!+1) [yd!yLn (y ) dx ]=0

    (x2!2+! /x)dx+(2!+1) [ d!ln (y ) dx ]=0

    (x2!2+! /x ) dx+ (2!+1 ) d!(2x!+1)(! /x )=0

    (x2!2+! /x ) dx+ (2!+1 ) d!(2!2+! /x ) dx=0

    x

    2

    2+ (2

    !+1

    )

    2

    4 =C2x2

    +[2xLn (y )+1 ]2

    +C

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    Ejercicio 26:

    (2+4x2y )ydx+x3y dy=0

    Solucin:

    (2+4x2y )ydx+x3y dy=0

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    7racica 4

    Ejercicio %:

    x y=y+2x ey/x

    Solucin:

    8a ecuacin es ?omo!'nea de 1@ !radoA Hacemos: y = u$ * dy = ud$ $du

    eempla>ando:

    x (udx+xdu)=(ux+2x exx /x) d$

    SimpliBcamos $: udx+xdu=udx+2ex

    dx xdu=2ex dx

    ex

    dx=2dx

    x ex=2ln (x )+ ln (#)pero u=

    y

    x e

    yx =ln ( # x2 )

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    Ejercicio 6:

    dy= y

    xCsc2( yx) dx

    Solucin:

    8a ecuacin es ?omo!enea de !rado 0A

    Hacemos:

    y = u$ * dy= ud$ $du

    udx+xdu=[uCsc2 (u )] dx xdu=Csc

    2 (u ) dx

    Separamos variables:

    Sen2 (u ) du+ dx

    x=0 Sen2 (u ) du+

    dx

    x=0

    Sen2 (u )du+dx

    x=0

    1cos (2u )2

    du+ln (x)=0

    u Sen(u )2 +2 ln (x )=#2uSen(2u )+4 ln (x )=#

    7ero u=y

    x;

    2y

    xSen( 2yx)+4 ln (x )=#2yxSen( 2yx)+4xLn (x )=#

    x

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